bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2024-22-1-13-21bsuir-3853Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSУравнения возбуждения продольно-азимутально нерегулярных волноводов с учетом конечной проводимости стенокExcitation Equations for Longitudinally-Azimutally Irregular Waveguides Taking into Account the Finite of the Walls ConductivityКураевА. А.KurayevА. А.

Кураев Александр Александрович, д-р физ.-мат. наук, проф., проф. каф. информационных радиотехнологий

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 17 293-89-56

Kurayev Alexander Alexandrovich, Dr. of Sci. (Phys. and Math.), Professor, Professor at the Information Radiotechnologies Department

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Tel.: +375 17 293-89-56

kurayev@bsuir.byМатвеенкоВ. В.MatveyenkaV. V.

канд. физ.-мат. наук, доц., доц. каф. вычислительных методов и программирования

г. Минск

Cand. of Sci., Associate Professor, Associate Professor at the Computational Methods and Programming Department

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and Radioelectronics2024280220242211321Copyright © Кураев А.А., Матвеенко В.В., 20242024Кураев А.А., Матвеенко В.В.Kurayev А.А., Matveyenka V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3853

Сформулированы уравнения возбуждения продольно-азимутально нерегулярных волноводов с учетом потерь в стенках. Внутренняя поверхность стенок волновода задается произвольной гладкой функцией b(ϕ, z). Используется метод преобразования координат – исходная цилиндрическая система координат r, ϕ, z заменяется новой ρ, ϕ, z, где ρ = r/(b(ϕ, z)). В новой системе граница волновода определяется как ρ = 1 = const, то есть геометрия волновода – регулярный цилиндр. Для такого волновода полная система собственных функций известна. С учетом этих функций для определения амплитуд парциальных волн применяется стандартная процедура неполного метода Галеркина. Полученные общие уравнения могут быть использованы при расчете и оптимизации как электронных приборов СВЧ и КВЧ различных типов, так и пассивных устройств СВЧ разнообразного применения.

Excitation equations for longitudinal-azimuthally irregular waveguides are formulated taking into account losses in the walls. The inner surface of the waveguide walls is given by an arbitrary smooth function b(ϕ, z). The coordinate transformation method replaces the original cylindrical coordinate system r, ϕ, z with a new one ρ, ϕ, z, where ρ = r/(b(ϕ, z)). The new system defines the waveguide boundary as ρ = 1 = const, i. e. the waveguide geometry transforms as a regular cylinder. Taking these functions into account, the standard procedure of the incomplete Galerkin method is used to determine the amplitudes of partial waves. The resulting general equations can be used in the calculation and optimization of both microwave and EHF electronic devices of various types, as well as passive microwave devices of various applications.

уравнения возбужденияпродольно-азимутально нерегулярные волноводыконечная проводимость стенокметод Галеркинаexcitation equationslongitudinal-azimuth irregular waveguidesfinite wall conductivityGalerkin’s methodReferencesНикольский, В. В. Электродинамика и распространение радиоволн / В. В. Никольский, Т. И. Никольская. М.: Наука, 1989.Nikolsky V. V., Nikolskaya T. I. (1989) Electrodynamics and Propagation of Radio Waves. Moscow, Nauka Publ. (in Russian).Вольман, В. И. Техническая электродинамика / В. И. Вольман, Ю. В. Пименов. М.: Связь, 1971.Volman V. I., Pimenov Yu. V. (1971) Technical Electrodynamics. Moscow, Svyaz Publ. (in Russian).Кураев, А. А. Электродинамика и распространение радиоволн / А. А. Кураев, Т. Л. Попкова, А. К. Синицын. Минск: Бестпринт, 2004.Kurayev A. A., Popkova T. L., Sinitsyn A. K. (2004) Electrodynamics and Propagation of Radio Waves. Minsk, Bestprint Publ. (in Russian).Альтман, Дж. Устройства СВЧ / Дж. Альтман. М.: Мир, 1968.Altman J. (1968) Microwave Devices. Moscow, Mir Publ. (in Russian).Тараненко, З. И. Замедляющие системы / З. И. Тараненко, Я. К. Трохименко. Киев: Киев. политех. ин-т им. Игоря Сикорского, 1965.Taranenko Z. I., Trokhimenko Ya. K. (1965) Slowing Down Systems. Kyiv, Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute Publ. (in Russian).Нефедов, Е. И. Электродинамика периодических структур / Е. И. Нефедов, А. Н. Сивов. М.: Наука, 1977.Nefedov E. I., Sivov A. N. (1977) Electrodynamics of Periodic Structures. Moscow, Nauka Publ. (in Russian).Илларионов, Ю. А. Расчет гофрированных и частично заполненных волноводов / Ю. А. Илларионов, С. Б. Раевский, В. Я. Сморгонский. М.: Сов. радио, 1980.Illarionov Yu. A., Raevsky S. B., Smorgonsky V. Ya. (1980) Calculation of Corrugated and Partially Filled Waveguides. Moscow, Sovetskoe Radio Publ. (in Russian).Юрцев, О. А. Спиральные антенны / О. А. Юрцев, А. В. Рунов, А. Н. Казарин. М.: Сов. радио, 1974.Yurtsev O. A., Runov A. V., Kazarin A. N. (1974) Spiral Antennas. Moscow, Sovetskoe Radio Publ. (in Russian).Юрцев, О. А. Антенны и техника сверхвысоких частот в БГУИР / О. А. Юрцев, Н. М. Наумович // Доклады БГУИР. 2014. № 2. С. 87–95.Yurtsev O. A., Naumovich N. M. (2014) Antennas and Microwave Technology at BSUIR. Doklady BGUIR. (2), 87–95 (in Russian).Релятивистский карсинотрон с длиной волны 3 см и длительностью импульса 0,4 мкс / Н. И. Зайцев [и др.] // Письма в Журнал технической физики. 1981. Т. 7, № 14.Zaitsev N. I., Kovalev N. F., Korablev G. S., Kulagin I. S. (1981) Relativistic Carsinotron with a Wavelength of 3 cm and a Pulse Duration of 0.4 μs. Letters to the Journal of Technical Physics. 7 (14) (in Russian).Кравченко, В. Ф. Гирорезонансные приборы: принцип действия, нелинейная теория, достижения и перспективы / В. Ф. Кравченко А. А. Кураев // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 2006. № 9. С. 13–60.Kravchenko V. F., Kurayev A. A. (2006) Gyroresonance Devices: Principle of Operation, Nonlinear Theory, Achievements and Prospects. Foreign Radioelectronics. Advances in Modern Radio Electronics. (9), 13–60 (in Russian).Карцев, В. П. Приключение великих уравнений / В. П. Карцев. М.: Знание, 1971.Kartsev V. P. (1971) Adventure of the Great Equations. Moscow, Znanie Publ. (in Russian).Ильинский, А. С. Колебания и волны в электродинамических системах с потерями / А. С. Ильинский, Г. Я. Слепян. М.: Изд-во Москов. госуд. ун-та им. М. В. Ломоносова, 1983.Il’insky A. S., Slepyan G. Ya. (1983) Oscillations and Waves in Electrodynamic Systems with Losses. Moscow, Lomonosov Moscow State University Publ. (in Russian).Кураев, А. А. Возбуждение произвольно нерегулярных волноводов с круглым сечением / А. А. Кураев // Известия Академии наук БССР. Серия физико-технических наук. 1979. С. 121–127.Kurayev A. A. (1979) Excitation of Arbitrarily Irregular Waveguides with a Circular Cross Section. News of the Academy of Sciences of the BSSR. Physical and Technical Sciences Series. 121–127 (in Russian).Кураев, А. А. Мощные приборы СВЧ. Методы анализа и оптимизации параметров / А. А. Кураев. М.: Радио и связь, 1986.Kurayev A. A. (1986) Powerful Microwave Devices. Methods of Analysis and Optimization of Parameters. Moscow, Radio and Svyaz Publ. (in Russian).Кураев, А. А. Влияние конечной проводимости металлических стенок на характеристики мощных релятивистских приборов СВЧ с нерегулярными электродинамическими системами / А. А. Кураев, А. К. Синицын // Доклады БГУИР. 2006. № 3. С. 82–92.Kurayev A. A., Sinitsyn A. K. (2006) Influence of Finite Conductivity of Metal Walls on the Characteristics of High-Power Relativistic Microwave Devices with Irregular Electrodynamic Systems. Doklady BGUIR. (3), 82–92 (in Russian).Кураев, А. А. Мощные электронные приборы СВЧ и КВЧ со специальными видами взаимодействия / А. А Кураев, В. В. Матвеенко. Минск: Бестпринт, 2022.Kurayev A. A., Matveyenka V. V. (2022) Powerful Electronic Microwave and EHF Devices with Special Types of Interaction. Minsk, Bestprint Publ. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.