Періодична структура
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Періодична структура

Періодична структура в техніці СВЧ(надвисокі частоти), структура (система), що поєднується сама з собою при паралельному перенесенні на деяку кінцеву відстань. Мінімальна величина цієї відстані d називається періодом. Строго кажучи, П. с. безконечні і служать моделями, що ідеалізуються, для теоретичного вивчення реальних об'єктів. На практиці застосовуються обмежені ділянки П. с., які умовно також називаються П. с. По числу незалежних напрямів перенесення П. с. розрізняють одновимірно, двовимірно і тривимірно періодичні структури — ОПС, ДПС і ТПС ( мал. 1 , 2 ). ОПС і ДПС застосовуються як уповільнюючих систем, антен, дифракційних грат ; ДПС і ТПС використовують для створення лінз, призм і ін. пристроїв, що визначають напрям поширення електромагнітних хвиль.

загрузка...

  Будь-яку складову А електричного і магнітного полів в точці П. с. з координатою z (напрями періодичності П. с. і осі Z збігаються) можна представити у вигляді ряду

 

кожен доданок якого називається просторовою гармонікою. Тут a m амплітуда просторової гармоніки, яка залежить від форми П. с.; (w — кругова частота електромагнітних коливань; t — час; b m =  b+ (2 pm/d ) — хвилеве число m -той просторової гармоніки; i — уявна одиниця. Основні характеристики П. с.: коефіцієнт уповільнення просторових гармонік n т = b m з /w, співпадаючі по визначенню з коефіцієнтом заломлення в оптиці і чисельно рівні стосункам фазовій швидкості хвилі у вільному просторі з до фазових швидкостей гармонік в П. с. w/b m ; групова швидкість dw/d b m , напрям якої збігається з напрямом перенесення енергії електромагнітних хвиль; дисперсія, що характеризує залежність коефіцієнта уповільнення n від довжини хвилі (у вільному просторі (див. також Дисперсія світла ) . За значенням коефіцієнт уповільнення визначають фазову швидкість хвилі, а по дисперсії можна судити про групову швидкість. Фазові швидкості і коефіцієнти уповільнення просторових гармонік різні, а їх групові швидкості однакові.

  В електронних приладах СВЧ(надвисокі частоти), що використовують П. с. як уповільнюючі системи, швидкість електронів зазвичай близька до фазової швидкості хвилі, а від групової може відрізнятися не лише за значенням, але і по напряму. Збіг напрямів фазової і групової швидкостей хвилі (позитивна дисперсія) характерний для режиму посилення коливань, протилежні напрями цих швидкостей (негативна дисперсія) — для режиму генерування їх.

  Літ.: Айзенберг Р. 3., Антени ультракоротких хвиль, М., 1957; Тараненко З. І., Трохименко Я. До., Уповільнюючі системи, До., 1965; Силін Р. А., Сазонов Ст П., що Уповільнюють системи, [М.], 1966.

Р. А. Силін.

Мал. 1. Одновимірно періодичні структури з різними типами дисперсійних характеристик: 1 — «широка гребінка» в хвилеводі з нормальною позитивною дисперсією; 2 — діафрагмований прямокутний хвилевід з негативною дисперсією; 3 — «меандр» в хвилеводі з ділянками аномальної і нормальної позитивної дисперсії; n — коефіцієнт уповільнення; l — довжина хвилі.

Мал. 2. Двовимірно (а) і тривимірно (б) періодичні структури: d 1 , d 2 , d 3 — періоди структур.