CC BY
0Исследование распространения радиоволн субтерагерцового диапазона в сверхразмерных металл-диэлектрических волноводах
С.Ю.Молчанов,* И.Ш.Бахтеев, В.М.Муравьев
ИФТТРАН им. Ю.А. Осипьяна, 142432, Московская обл., Черноголовка, ул. Академика
Осипьяна, д.2 *е-таП: canishe@yandex.ru
Применение субтерагерцового излучения с каждым годом становится шире. Оно включает спектроскопию, системы визуализации и контроля безопасности, дистанционное зондирование и др.
Стандартные волноводы субтерагерцового диапазона отличаются от привычных волноведущих систем СВЧ только размерами. Так, для частоты 0,1 ТГц используется волновод сечением 2,4х1,2 мм. Потери в такой линии сильно зависят от качества изготовления, но в среднем составляют около 5 дБ на метр. С ростом частоты необходимо пропорционально уменьшать сечение стандартного прямоугольного волновода. Так. На частотах 0,2-0,25 ТГц используют канал 1,1х0,55 мм. Очевидно, что потери при передаче и сложность изготовления подобных систем, также увеличиваются. На частотах выше 0,3 ТГц становится крайне затруднительно использовать стандартные приемы производства компонентной базы на прямоугольных волноводах.
Создание и развитие новых волноводов субтерагерцового и терагерцового диапазонов позволило достигнуть уровня затухания меньше 1 дБ/м [1-2], что сопоставимо, или даже превосходит передачу энергии по воздуху. Примечательно, что среди конструкций с наименьшими потерями - полые круглые и квадратные металлические волноводы с диэлектрическим заполнением на стенках, начало исследований которых было положено ещё в 70-80-х годах прошлого века [3]. Их размер существенно превосходит стандартные волноводные сечения, поэтому они проще в изготовлении и могут быть использованы для построения компонентной базы для систем субтерагерцового диапазона.
На рис.1 представлены частотные зависимости распространения электромагнитной волны в сверхразмерных волноводах с сечениями 10х10 мм, 14х14 мм, 18х18 мм и 22х22 мм, внутренние стенки которых покрыты диэлектриком (е=2,4) толщиной 0,5 мм. С
Ргеч |СНг]
Рис.1. Частотная зависимость коэффициента передачи для волноводных каналов различных сечений.
увеличением размера канала потери уменьшаются. Также наблюдается уменьшение потерь
50
и с ростом частоты. Поэтому волноводный канал с сечением 10х10 мм будет целесообразно использовать при меньших длинах волн.
Литература
[1] Mitrofanov O. et al. Reducing transmission losses in hollow THz waveguides //IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. - 2011. - Т. 1. - №. 1. - С. 124-132.
[2] Безбородов В. И. и др. Квазиоптические радиоизмерительные устройства ближнего миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов волн на основе металлодиэлектрического волновода квадратного сечения. - 2007.
[3] Казанцев Ю. Н., Харлашкин О. А. Прямоугольные волноводы класса "полый диэлектрический канал" //Радиотехника и электроника. - 1978. - Т. 23. - №. 10. - С. 20602068.
