Распространение волн в отрезке волновода с острым гофром

Abstract

Используя строгие уравнения возбуждения, проанализировано распространение волн в отрезке прямоугольного волновода с острым периодическим гофром, для которого отношение высоты к периоду много больше единицы. Показано, что при сильном градиентном рассеянии диаграмма Бриллюэна гофрированного и регулярного волноводов имеют качественно одинаковый характер зависимости продольного волнового числа от частоты. Отличие проявляется в том, что частоты отсечек мод гофрированного волновода растут с уменьшением периода гофра и в произвольном частотном диапазоне, лежащем выше первой частоты отсечки, всегда можно реализовать одномодовый режим. Это явление можно использовать для подавления конкуренции мод в микроволновых усилителях, а также в узкополосных генераторах, если в последних в качестве обратной связи использовать брэгговские отражатели.

Using rigorous excitation equations we have analyzed the wave propagation in a rectangular waveguide section with sharp corrugation, the ratio of the corrugation height to its period is much more than unity. We have shown the strong gradient scattering to result in that the Brillouin diagram of the corrugated and regular waveguides have the same character of the longitudinal wave number–frequency dependence. The difference is just that the cutoff frequencies of the corrugated waveguide modes increase with decreasing of the corrugation period and there can be always realized single-mode regime in the arbitrary frequency region that is located higher than the first cutoff frequency. The phenomenon can be used for suppression of the mode competition in microwave amplifiers as well as in the narrow-band generators, if Bragg reflectors are used there as feedback.

Використовуючи строгі рівняння збудження, проаналізовано поширення хвиль у відрізку прямокутного хвилеводу з гострим періодичним гофром, для якого відношення висоти до періоду значно більше одиниці. Показано, що при сильному градієнтному розсіянні діаграма Бріллюена гофрованого й регулярного хвилеводів мають якісно однаковий характер залежності поздовжнього хвильового числа від частоти. Відмінність полягає в тому, що частоти відсічок мод гофрованого хвилеводу збільшуються зі зменшенням періоду гофра й у довільному частотному діапазоні, що лежить вище першої частоти відсічки, завжди можна реалізувати одномодовий режим. Це явище може бути використане для заглушення конкуренції мод у мікрохвильових підсилювачах, а також у вузькосмугових генераторах, якщо в останніх як зворотний зв’язок використовувати бреггівські відбивачі.