CC BY
16
Отметим, что рассчитанная действительная часть диэлектрической проницаемости, описывающая уменьшение поля в металле, хорошо совпадает с экспериментом, тогда как мнимая часть, отвечающая за поглощение э/м волны в металле начинает сильно расходится с экспериментом для длин волн менее 650 нм. Для меньших длин волн модель не применяется.
Список литературы:
1. Климов В.В. Наноплазмоника. - М.: Изд. ФИЗМАТЛИТ, 2009.
2. Экспериментальные данные по диэлектрической проницаемости металлов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://refractiveindex.info (дата обращения: 1.05.2016).
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДЕЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ В СОСТАВЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНО-СУММИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
© Новожеева А.А.1, Матвеева М.В.1, Малинова О.Е.1, Орлова М.О.1
Московский институт электроники и математики Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, г. Москва
Проведено проектирование, и электродинамическое моделирование направленных ответвителей волноводного делителя. С учетом результатов электродинамического моделирования проведена корректировка геометрии направленных ответвителей с целью обеспечения равноам-плитудного деления мощности. Электродинамическое моделирование проведено в программе Ашой Ш^.
Ключевые слова: распределение мощности, система усиления сигнала, делитель, сумматор.
Реализована распределительно-суммирующая система, предназначенная для использования в составе твердотельного передающего устройства S-диапазона частот. Распределительно-суммирующая система выполнена с достаточным запасом электрической прочности.
Исходя из условий приемлемой технической и конструктивной реализации, делитель и сумматор мощности системы выполнены идентично на базе волноводной схемы с последовательно включенными с эквидистантным шагом шестнадцатью направленными ответвителями [1]. В балансных плечах
1 Студент.
делителя и сумматора мощности расположены поглощающие СВЧ-нагруз-ки. Одним из основных достоинств распределительно-суммирующей системы, построенной на базе последовательной схемы, является то, что при любом количестве вышедших из строя усилителей мощности импульсов, а также независимо от величин амплитудных и фазовых ошибок системы в любую из 16-ти поглощающих нагрузок сумматора не поступит мощность превышающая значение выходной мощности одного усилителя (в отличие от систем, реализованных на базе параллельных и параллельно-последовательных схем).
На выходах и входах делителя и сумматора мощности расположены волноводно-коаксиальные переходы, предназначенные для обеспечения сопряжения с помощью радиочастотных кабелей с коаксиальными входами и выходами усилителей мощности импульсов. Наличие волноводно-коакси-альных переходов в конструкции дополнительно дает возможность компенсации фазовых ошибок (вносимых за счет радиочастотных кабелей и разброса переходных ослаблений направленных ответвителей) при включении волноводных вставок определенной длины в разрыв между фланцами вол-новодно-коаксиальных переходов и соответствующих выходов и входов делителя и сумматора.
Исходя из условий удобства конструктивного построения, а также возможности реализации характеристик устройства, удовлетворяющих заданным техническим требованиям в схему внесены оконечные балансные нагрузки. Их применение объясняется тем, что без их использования возникнут сложности в конструктивной реализации последнего (первого) выхода (входа) делителя (сумматора) мощности в конструкции потребуется наличие дополнительных Н-уголков и фазирующих вставок, а также в обеспечении необходимого переходного ослабления на этом выходе (входе) в рабочем диапазоне частот [2].
Рис. 1. Структурная схема построения РСС
Для обеспечения возможности подключения к сумматору мощности волноводного тракта стандартного сечения 72 х 34 мм на его выходе установлен одноступенчатый волноводный переход.
Таким образом условная схема распределительно-суммирующей системы имеет вид представленный на рис. 1.
При проектировании данной схемы на практике, должна получиться распределительно-суммирующая система с равномерным распределением амплитуды. Фазу в данном устройстве можно скорректировать до нужных значений путем добавления волноводных вставок определенных размеров.
Модель направленных ответвителей на основе перпендикулярного соединения двух волноводов по широкой стенке с крестами в роли отверстий связи. Данные ответвители обладают рядом преимуществ:
1. Рабочая полоса частот не менее 20 %.
2. Динамический диапазон изменения переходных ослаблений не менее 40 дБ.
3. Направленность не менее 25 дБ.
4. Возможность реализации переходного ослабления до 3 дБ.
5. Удобство сборки НО в последовательную схему с заданным шагом.
Были построены модели первого и последнего направленных ответвителей (рис. 2).
Электродинамический анализ данных моделей выявил некоторые расхождения с расчетными значениями переходных ослаблений. Неточности в данных расчетах основаны на отсутствии в математической модели закруглений на концах крестообразных направленных ответвителей. В ходе электродинамического моделирования данные закругления необходимо добавить в силу того, что на этапе конструирования направленных ответвителей в стенках волновода они будут вырезаться на станке, который не сумеет обеспечить прямоугольные окончания.
Рис. 2. Модели первого и последнего направленных ответвителей
Проведена коррекция размеров направленных ответвителей. В результате коррекции было решено изменить геометрию отверстий последнего направленного ответвителя, а также размеры остальных отверстий связи. По-
следний направленный ответвитель имеет гантелеобразную форму на окончаниях крестов (рис. 3). Измененная геометрия отверстий данного направленного ответвителя позволила улучшить характеристики переходного ослабления до значения в приблизительно 3 дБ.
Рис. 3. Последний направленный ответвитель с гантелеобразной формой на окончаниях крестов-отверстий
Коррекция размеров направленных ответвителей позволила получить результаты, подходящие для равноамплитудного распределения в S-диапа-зоне частот.
Спроектирована полная модель делителя мощности (рис. 4).
Рис. 4. Полная модель делителя мощности
Рис. 5. Все КСВН с входа и выходов делителя
Сумматор мощности в распределительно-суммирующей системе идентичен делителю мощности и в системе подключается к делителю зеркально.
Коэффициент стоячей волны по напряжению в делителе не превышает значения 1.23 на выходах системы во всем заданном диапазоне. На входе значение КСВН составляет 1.03 (рис. 5).
Достигнуто равноамплитудное распределение на всех выходах делителя (рис. 6). ответвление мощности на каждом выходе составляет приблизительно 12 дБ.
.и 1 1 ■ .и ' .1. ' ' 1 ' ,и 1 ' ' ' ' 1 • 1 1 ' .Ь 1 ' ' ' .и 1 ' 1 ' .1
I МХУ ЯМ«-0 1400-гсв^ ш
Рис. 6. Амплитуды на всех выходах (входах) делителя (сумматора) Список литературы:
1. Устройства сложения и распределения мощностей высокочастотных колебаний/ под ред.З.И. Моделя. Москва, Связь, 1980.
2. Гольберг Б.Х., Теленков Е.А., Воскресенский Д.И., Воронцов В.Н. Конструирование фидерных устройств. - М.: МАИ, 1988.
3. Воскресенский Д.И., Гостюхин В.Л., Максимов В.Н. Устройства СВЧ и антенны. - М.: Радиотехника, 2006.
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПУЧКА ИОНОВ В СЛОИСТЫХ НАНОПЛЕНКАХ
© Орлова М.О.1, Новожеева А.А.1, 1 ? Матвеева М.В.1, Гурьева П.В.2
Московский институт электроники и математики Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, г. Москва
В работе проведено численное моделирование распространения пучка ионов, представляющих собой атомы химических элементов.
1 Студент.
2 Бакалавр.
