УДК 537.86+621. 375
ВОЛОЩЕНКО П.Ю.
ДЕЛИТЕЛЬ ВОЛНОВОГО ФРОНТА ДЛЯ ДВУХЛУЧЕВОЙ
ИНТЕРФЕРЕНЦИИ СВЧ КОЛЕБАНИЙ
347928, г. Таганрог, ГСП-17а, пер. Некрасовский, 44, ТРТУ, кафедра РТЭ, тел.: (86344) 61629,
e-mail: fep@tsure.ru
Одним из способов получения монохроматических волн одинаковой частоты
при реализации двухлучевой интерференции в квазиоптике является деление фронта
электромагнитной волны экраном с двумя прямоугольными отверстиями [1].
Однако такие конструкции не позволяют осуществлять электрическое управление
плотностью потока энергии волн в свободном пространстве.
Целью работы являлось разработка твердотельного делителя волнового
фронта, образующего два синфазных источника направленного излучения с
управляемыми характеристиками.
В соответствии с поставленной целью задачи работы формулируются
следующим образом:
- конструирование твердотельного источника когерентных СВЧ колебаний,
состоящего из элементов с известными характеристиками,
- измерение интенсивности вторичного излучения квазиоптического устройства в
зависимости от частоты и угла падения облучающего сигнала,
- оценка количественного соотношения между антенной и структурной
составляющими рассеяния,
- исследование влияния режима питания активного модуля делителя -усилителя
на
лавинно-пролетном
диоде
(ЛПД)
для
управления
двухлучевой
интерференцией СВЧ колебаний.
Конструкция делителя изготовлена на основе элемента решетки Ван -Атта,
использующего две одинаковые рупорные антенны; раскрывы излучателей
находятся в одной плоскости. Известно, что такие решетки при падении плоской
волны формирует рассеянную волну с высоким коэффициентом направленного
действия на источник падающего поля [2]. Посередине соединительного

волноводного тракта, между рупорами установлен проходной усилитель на ЛПД
(УЛПД), размещенным параллельно вектору напряженности электрического поля в
прямоугольном волноводе. Такая решетка имеет два совмещенных входа-выхода
СВЧ энергии, что позволяет реализовать работу УЛПД одновременно в режимах "на
проход" и "на отражение". Поэтому усилитель в этой схеме является двухполюсной
нелинейной активной нагрузкой антенн с регулируемой активной составляющей
комплексной проводимости.
Необходимые фазовые соотношения между СВЧ сигналами в пространстве
могут регулироваться выбором длины отрезков волноводов, соединяющих
излучатели и УЛПД. В исследуемом случае сигналы поступающие на диод и
переизлучаемые рупорами синфазны. Обе части разделенной волны в отношении
изменения их фазы по времени являются точными копиями исходной. Поэтому,
после антенн распространяются две волны, которые могут между собой
интерферировать.
Для исследования интерференции волн, распространяющихся под углом к
плоскости раскрыва, влияния разности хода лучей и разности фаз между лучами
измерены угловая и частотная зависимости полей рассеяния волн такой антенной
системой в активном и пассивном режимах (с включенным и выключенным УЛПД),
короткозамыкающей пластиной.
Установлено, что при облучении делителя волнового фронта в зоне главного
лепестка диаграммы направленности и ростом тока ЛПД
наблюдается увеличение эффективной поверхности рассеяния (ЭПР)
квазиоптического активного устройства в секторе углов 350, определяемом
системой двух излучателей,
возрастает интенсивность вторичного поля элемента активной решетки Ван -
Атта на 20÷25 дБ в направлении оси диаграммы рассеяния,
в обоих режимах работы ЛПД диаграммы рассеяния исследуемой
конструкции оказываются изрезанными из-за переизлучения антеннами и
интерференции отраженных от ЛПД волн, которые существуют в такой системе
даже при идеальном согласовании излучателей и соединительных волноводов,

с ростом тока диода направление главной оси диаграммы смещается на 0,5o,
изменяется характер изрезанности диаграммы рассеяния (ДР), т.к. увеличивается
амплитуда отраженных и прошедших усиленных волн, меняются волновые и
колебательные процессы в трактах системы и в пространстве.
при увеличении разности хода лучей и уменьшении порядка интерференции
картина рассеянного поля, обусловленного его антенной составляющей изменяется
и полосы интерференции размываются.
Проведено
исследование
системы
двух
пассивных
вибраторов,
расположенных в одной плоскости и возбуждаемых синфазно, необходимое для
сопоставления с характеристиками делителя с УЛПД.
Определено влияние параметров диода на диаграмму обратного рассеяния
квазиоптического устройства и суперпозицию волн с регулируемой амплитудой от
двух идентичных источников в пассивном и активном режимах делителя.
Работа ЛПД в активном режиме:
1) увеличивает антенную составляющую отраженного поля, по сравнению с
величиной ЭПР структурной составляющей которую надо рассматривать в качестве
базовой,
2) регулирует характер изрезанности ДР, т. к. изменяются интерференционные
процессы в трактах и в пространстве с ростом амплитуды отраженных волн.
Достоинством исследуемой конструкции является:
1) возможность реализации на ее основе двух идентичных направленных
когерентных источников вторичного излучения, разнесенных друг от друга в
пространстве, управляемых внешним падающим СВЧ сигналом без использования
дополнительных синхронизирующих цепей,
2) параметры отраженного сигнала определяются
во первых, внешним источником, так как переотраженный сигнал существует
только при наличии падающего электромагнитного поля на частоте его колебаний,
во вторых, существует возможность управления параметрами антенной
составляющей результирующего электромагнитного поля а) с помощью вариации
конвекционного тока электронного прибора, например, плотность потока
переотраженной мощности может быть существенно больше (или меньше)

плотности падающей мощности во всем секторе измеряемых углов, б) регулировкой
фазовых соотношений между переизлученными сигналами при изменении длины
соединительных волноводных трактов антенн между диодом и рупорами.
1. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь.1988.440с.
2. Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. -М.: Сов радио,-1975. - 248с.