Доброго времени суток, уважаемые форумчане подскажите, где можно найти методику расчета крестообразной диафрагмы, что бы связать два волновода.

А в чем собственно проблема? Берешь HFSS или Mirowave Studio и считаешь? Смотришь распределения токов на стенках волновода и в нужном месте прорезаешь щель. Можно запустить параметрический анализ или оптимизацию. Или вам нужно что-то другое?

Точное электродинамическое решение задачи можно найти в статье:
Ke-Li Wu and Robert H. MacPhi
"A rigorous Analysis of a Cross Waveguide to Large Circular Waveguide Junction and Its Application in Waveguide Filter Design" -- IEEE MTT, Vol. 45, No. 1, January 1997
Если нужно, я могу прислать статью.
Но хочу заметить, что это достаточно сложная классическая трехмерная некоординатная волноводная задача. Методика ее решения хорошо известна -- строим поля собственных колебаний крестообразного волновода (например, методом продольного резонанса), получаем матрицу связи мод крестообразного и круглого волноводов и сшиваем поля на диафрагме, учитывая симметрию системы. Имея матрицу рассеяния стыка круглого и крестообразного, применяем метод обобщенных матриц рассеяния и получаем матрицу рассеяния диафрагмы.
Чтобы сделать программу для такой диафрагмы нужно иметь решение для задач -- стыка трямоугольных волноводов разного сечения в Е и Н плоскостях, поиска минимума детерминанта матрицы, построения полей собственных колебаний, расчета интегралов связи мод круглого и прямоугольного волноводов, метода обобщенных матриц рассеяния.
Если крест мал можно использовать теорию малых аппертур Бетте, через магнитную и электрическую поляризуемость. Например в статье "Analysis and Close-Form Solutions of Circular and Rectangular Apertures in the Transverse Plane of a Circular Waveguide" Gary B Eastham and Kai Chang, IEEE MTT, Vol 39, No.4, April 1991, p. 718 приведены формулы для продольных и поперечных прямоугольных диафрагм и много ссылок. Эту статью тоже могу выслать.

Дело в том, что мне надо реализовать связь в волноводе для двух ортогональных колебаний.
Наверно я немножко не правильно выразился на счет крестообразной щели... наверно будет правильнее сказать, что щель прямоугольная но так как у нас 2 моды просто вторую разворачиваем на 90 градусов... Если я не прав поправте меня.



А если есть возможность выложить статью буду очень признателен.

а элемент на картинке взят из MMWizard, разве данная программа не считает такие переходы!?
или вам нужно именно аналитическое решение для статьи например!
То Tatyana:
а вы не плохо разбираетесь в электродинамике, хочу спросить:
а вы не сталкивались с расчётами. например. фильтров на основе штырей или нитей в круглом волноводе? интересует вариант расчёта нитевидной структуры в круглом волноводе для H и E волн с помощью матриц рассеяния.

спасибо!

Точного решения для цилиндрического штыря в круглом волноводе, насколько я знаю, нет. А есть -- гребенчатый цилиндрический волновод, который достаточно близко описывает цилиндрический штырь.
Решение есть в статье U.Balaji and R.Vahldieck "Radial Mode Matching Analysis of Riged Circular Waveguides" IEEE MTT, Vol. 44, pp. 1183-1186, July 1996 и других статьях группы R.Vahldieck. Прямоугольный штырь в круглом волноводе решен рядом авторов методом конечных элементов. Это без особых подробностей. Наиболее интересна (IMHO) статья Jose R. Montejo-Garai and Julian Zapata "Full-Wave Design and Realization of Multicoupled Dual-Mode Circular Waveguide Filters" IEEE MTT, Vol. 43, No 6, june 1995, pp. 1290-1297. Статья замечательная, авторы последовательно строят двухмодовый фильтр со всеми промежуточными результатами. Такое редко найдешь даже в учебниках. И по поставленному вопросу -- у них есть график зависимости коэффициента связи от длины стержня.
Решение этой же залачи -- прямоугольный штырь-- предлагают целый ряд авторов разными методами: от интегральных уравнений (испанцы, группа Vincente E.Boria-Esbert) до довольно простого метода аппроксимации структуры ступеньками (американцы, группа Zaki).
Могу прислать ссылки или статьи.

Есть книга "Направленные ответвители сверхвысоких частот" 60 какого-то года, нетолстая - не больше 100 страниц. Авторов не помню к сожалению. Недавно сдать пришлось - отсканить не успел. Есть смутное сомнение, что там были и прямоугольные отверстия связи и крестообразые, хотя не уверен. Сам интересовался рядом круглых отверстий - они точно есть.

Действительно картинка из MMWizard! Мне действительно нужна методика с формулами и аналитическими выражениями. Правда не для статьи, а немножко для другого, весьма интересного дела...

Татьяна, Вы может быть знаете где можно почитать Боте про теорию возмущений рассеяния энергии малыми диафрагмами... Очень интересно.
Если у вас есть статьи на которые Вы ссылаетесь в своих постах выкладывайте не стесняйтесь.

Да, если не трудно, пришлите данные статьи!
спасибо!

Может кто нибудь расскажет все таки про расчет диафрагм... или посоветует литература с примерами.
Меня больше интересует возможность расчет для одной моды и второй моды. Будут ли они одинаковы или нет???

1. Статьи выложу на файлообменник ми дам ссылку чуть позднее. Но где-то в топике о документации по СВЧ была ссылка на архив MTT, естественно и мои книжные сокровища оттуда.
2. 2Hamb
Естественно, если у Вас, например, вертикальная поляризация падающей волны круглого волновода, то отражение/прохождение в волны этой и перпендикулярной поляризации будут разными.
3. Позволю себе дать два совета:
Первый -- очень часто чтобы удовлетворить двум коэффициентам связи совсем не нужна крестообразная диафрагма, достаточно узкой прямоугольной. А это уже гораздо более легкая и давно решенная задача. Взгляните, например, на этот фильтр
http://www.cst.com/Content/Applications/Ar...andpass+Filter+
Второй -- посчитать нужные (для данных коэффициентов связи) размеры креста тяжело еще и потому, что есть общая область для вертикального и горизонтального плечей, поэтому нельзя отдельно считать эти плечи. Так разведите их! Особенно если связи слабые. Получите четыре диафрагмы по краям. А технически Вы получите еще одно преимущество -- вы сможете с помощью винтов тьюнить диафрагмы и практически независимо друг от друга. Конечно в этом случае должна быть более толстая диафрагма, но тогда и отвестия будут побольше, что тоже неплохо.

По поводу теории малого отверстия Бете. Его стaтьи относятся к 44 году, а вот лучшее их развитие в статье "Improved Single and Multiaperature Waveguide Coupling Theory, Including Explanation of Mutual Interactios", Ralph Levy, IEEE MTT , Vol.28, No 4, april 1980, pp.331-338.
Это тот случай, когда приближенные формулы работают исключительно хорошо (в своем диапазоне параметров, конечно). Я считаю направленные ответвители с двумя рядами 15-23 отверстий этим методом, считается очч быстро и поэтому есть возможность применить многомерную оптимизацию, все занимает всего несколько минут. Простой анализ точным методом на хорошей точности (а она необходима ввиду большого количества отверстий даже с учетом симметрии) занимает гораздо больше времени.

будет совсем хорошо, если вы сбросите и сами статьи, и ссылочку на архив MTT!!!
спасибо ещё раз, ждёмс.

а по поводу тьюнинга емкостными винтами хорошее дело, только в одну сторону и с уменьшением полосы фильтра,если не прав - поправьте!
можно даже винты вкручивать под углом к диаграмме, а не вертикально, что может быть даже будет лучше.

Статьи выложила на http://rapidshare.com/files/114397075/MTT_Articles.zip
Я имела в виду, что статьи у меня из архива, он у меня на дисках и ссылки на архив у меня нет, гляньте в "Документацию по СВЧ".
Если посчитать диафрагмы методом сшивания мод или на HFSS или STD MWS по имеющимся коэффициентам матрицы связи фильтра (с установкой магнитной и электрической стенок), то весьма незначительного тьюнинга с помощью перпендикулярных винтов вполне достаточно.

А почему разница будет между поляризованными волнами они же одинаковые только ортогональные???
А с одной щелью как быть? Разве она сможет связать 2 ортогональных колебания по моему для этого крест и нужен.

Что Вы имеете в виду под симметрией? Возбуждать-то Вы будете волной вполне определенной поляризации, независимо от того, будете ли Вы возбуждать волной прямоугольного волновода через диафрагму или коаксиалом. И на диафрагме волна этй поляризации по разному отразиться/пройдет в волну своей поляризации и перпендикулярной. Конечно симметрия есть и ее необходимо учитывать при решении задачи, грубо говоря, синусы не перейдут в косинусы, благдаря симметрии можно решать только четверть задачки, поставив магнитную и электрическую стенки, или, что тоже самое, учитывая только возбуждаемые волны.
И, таки да, прямоугольной диафрагмы очень часто достаточно для обеспечения двух связей. Грубо говоря, для продольной поляризации связь в основном зависит от длины щели, а для перпендикулярной -- от ширины и можно подобрать длину и ширину так, что удовлетворяются обе связи. Иногда, когда одна из связей очень мала, щель теоретически получается очень узкой, практически нереализуемой, да и теоретически счет такой щели уже совершенно ненадежен (исходя из правила Митры нужно учитывать очень много волн в круглом волноводе на одну волну в щели).

Сообщение отредактировал Tatyana - May 13 2008, 13:52