Пристрій для збудження поверхневих електромагнітних хвиль у мікрохвильовому діапазоні

Пристрій для збудження поверхневих електромагнітних хвиль у мікрохвильовому діапазоні, який містить два рупори, що сполучені з двома діелектричними призмами вводу та виводу, і металеву пластину, поверхня якої є хвилеводом поверхневої хвилі, який відрізняється тим, що рупори з призмами вводу й виводу розташовані на протилежних поверхнях пластини, а сама пластина у напрямку поширення поверхневої хвилі виконана закругленою Винахід стосується області радіофізики і може бути використаний для збудження поверхневих електромагнітних хвиль (ПЕХ) у вимірювальній техніці, створення надчутливих і широкосмугових твердотілих детекторах та пристроях мікрохвильового діапазону Наприклад, для синхронізації ґраток контактів Джозефсона, що включені у резонатор поверхневої хвилі та мають квантову чутливість у широкому частотному діапазоні ВІДОМІ пристрої для отримання ПЕХ [1-4] аналоги, що мають призми вводу/виводу ПЕХ та носив ПЕХ - площинну поверхню металів (золота, срібла, МІДІ або алюмінію), причому обидві призми та хвилевод розташовані на одній поверхні металевої пластини носія Недоліком відомих пристроів-аналопв є те, що вони не забезпечують достатній ступінь послаблення сигналу перешкоди - об'ємної електромагнітної хвилі, яка поширюється між двома призмами, розташованими на одній напівплощині, що призводить до порушення роботи пристроїв, використовуючих ПЕХ Найбільш близьким до винаходу за технічною сутністю є пристрій [5] - прототип для збудження ПЕХ у мікрохвильовому діапазоні, що містять два рупори, які спряжені з двома діелектричними призмами вводу та виводу поверхневої електромагнітної хвилі, і металевий носій - хвилевід, у якому для послаблення сигналу перешкоди між призмами, розташованими у одній напівплощині, носій ПЕХ містить виступ - фільтр об'ємної хвилі, що є екрануючою перешкодою (просторовим фільтром) для поширення об'ємних хвиль, відхиляючи їх нагору вверх на поглинач, і, в той же час, не є перешкодою для ПЕХ, що поширюються вздовж поверхні металу, огинаючи виступ Недоліком прототипу є поява на виході об'ємної електромагнітної хвилі перешкоди за рахунок дифракції ПЕХ на неоднорідностях фільтра та збільшення згасання у тракті Відомо, ЩО кожна неоднорідність, що менша за довжину хвилі, призводить до ефекту дифракції, а у прототипі виступ має три неоднорідності дві у основах виступу та одну у вершині Як показали результати проведених вимірювань, на виступі фільтру спостерігалась дифракція як об'ємної хвилі, так і біжучої ПЕХ з и паразитним перетворенням в об'ємну, що призводить до додаткового збудження об'ємних електромагнітних хвиль, які, потрапляючи у призму виводу, створювали перешкоду Крім того, наявність трьох неоднорідностей зменшує корисний сигнал ПЕХ у тракті за рахунок трьохкратного паразитного дифракційного перетворення енергії ПЕХ на об'ємну хвилю перешкоди Завданням винаходу є створення пристрою для збудження ПЕХ з великою перешкодостійкістю та меншим згасанням корисного сигналу ПЕХ у тракті за рахунок зменшення його втрат у фільтрі Це завдання вирішується тим, що у пристрої 00 ю о (О 60518 для збудження ПЕХ у мікрохвильовому діапазоні, вої електромагнітної хвилі у хвилеводі ПЕХ З що містить два рупори, які спряжені з двома діелеДля виключення ефектів дифракції, що приктричними призмами вводу та виводу ПЕХ, і метазводять до паразитного перетворення частини левою пластиною поверхня якої є хвилеводом енергії ПЕХ в об'ємну хвилю перешкоди, радіус поверхневої хвилі, згідно з винаходом, рупори з закруглення згибу пластини, носія ПЕХ, може бути призмами вводу і виводу розташовані на протилеобраним достатньо великим, не менше за довжину жних поверхнях пластини, а сама пластина у нахвилі коливань у вільному просторі на робочій часпрямку поширення поверхневої хвилі виконана тоті ПЕХ, при збереженні короткої довжини тракту, закругленою оскільки у запропонованому пристрої на шляху ПЕХ є лише один згиб замість трьох у прототипі Введення тільки одного вигибу металевої пластини - носія ПЕХ замість трьох, вигідно відрізняє У результаті проведених досліджень було запропонований пристрій від відомих аналогів, розроблено експериментальний зразок пристрою оскільки виключає пряме попадання об'ємної хвилі для збудження поверхневих електромагнітних перешкоди на вихід пристрою, та при виборі ВІДхвиль Показано, що на частоті 65ГГц втрати на ПОВІДНОГО радіусу закруглення вигибу на шляху перетворення становлять 16,3dB, які складаються ПЕХ виключає ефекти перетворенняПЕХ в об'єміз втрат електромагнітної хвилі у призмах - 9dB та ну хвилю перешкоди, і забезпечує ефективність погонних втрат у хвилеводі ПЕХ - 4dB/cM застосування запропонованого винаходу у НВЧ Пристрій забезпечує розв'язання між призматехніці ми вводу та виводу, тобто послаблення сигналу перешкод на 30dB або у 103 разів, що достатньо На Фіг показана схема пристрою, що містить для розробки надчутливих і широкополосних рупор 1 і призму 2 вводу електромагнітної енергії у твердотілих детекторних пристроїв мікрохвильовопристрій збудження ПЕХ, що розташовані на верхго діапазону на ґратках контактів Джозефсона з ній поверхні металевої пластини 3 - носія ПЕХ на квантовою чутливістю та багатьох інших пристроїв відстані довжини хвилі, рупор 4 и призму 5 виводу мікрохвильової техніки, що працюють на ПЕХ ПЕХ, що розташовані під нижньою поверхнею металевої пластини 3 на відстані довжини хвилі, 6 і 7 Таким чином, застосування запропонованого - узгоджуючі навантаження на кінцях хвилеводу пристрою забезпечує збудження ПЕХ з гарантоваПЕХ, які традиційно використовуються для ствоною перешкодостійкістю та найменшим поглинанрення режиму біжучої хвилі ням ПЕХ за рахунок зменшення втрат у фільтрі Пристрій працює наступним чином Джерела інформації Електромагнітна хвиля, що потрапляє із вхід1 Либенсон М Н , Поверхностные электромагного металевого рупору 1 на вхідну призму 2, у нитные волны в оптике // Соросовский образовазазорі між призмою 2 і металевою пластиною З тельный журнал /1996, №11, с 103 перетворюється у ПЕХ, що поширюється по пове2 Alexander R W , Bell R S and Ward С A, рхні пластини 3 - хвилеводу ПЕХ і, огинаючи вигиб Possible application of elektromagnetic waves to пластини с радіусом закруглення порядку довжини measure absorption coefficient // Jornal of chemical хвилі, потрапляє на нижню поверхню пластини, де Phisics/1973, v59, 1 7, p 3492 у ВИХІДНІЙ призмі 5 вона перетворюється в об'ємну 3 Жижин Г Н , Москалева М А , Шомина Е В , хвилю та потрапляє у вихідний рупор 4 Яковлев В А , Поиски оптимальных условий призменного преобразования поверхностных электЗа рахунок розташування вхідної 1 та вихідної ромагнитных волн ПК диапазона / Оптика и спект5 призм у різних напівплощинах (верхній та нижроскопия /1980, т 49, вып 6, с 1086 ній) і екранування їх одна від одної металевою пластиною 3 носія ПЕХ, що в нашому випадку ви4 Poustylnik О D , Kondratovich U N , Melkov конує роль просторового фільтра, забезпечується G A , Tsibenko I D , "Surface wave excitation techповне екранування між призмами вводу 1 і виводу nique the 50-80GHz frequency range near the low5, що виключає паразитні ефекти прямого попаtemperature metal-dielectric interface", proceedings дання об'ємних електромагнітних хвиль перешкоof the Fourth International Kharkov Symposium ди з призми вводу 2 на призму виводу 5 Енергія "Physics and Engineering of Millimeter and Submilhдифрагованої об'ємної хвилі з циліндричної частиmeterWaves, Kharkov, Ukraine, p 767 ни закруглення поверхні носія ПЕХ випромінюєть5 Davarpanah M , Goben С A , Begley D L and ся у відкритий простір, або на поглинач, і не поGriffith S L , "Surface electromagnetic wave coupling трапляє на призму виводу 5 Узгоджуючі навантаefficiencies for several excitation techniques" Applied ження 6 і 7 встановлюють режим бігучої поверхнеoptics, vol 15, N12, December 1976, p 3066 60518 чг. Комп'ютерна верстка Л Ціхановська Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119