Айвазян М. Ц. / Ayvazyan, M.Ts.
Национальный политехнический университет Армении / National Polytechnic University of Armenia
Выпуск в базе РИНЦ
Айвазян М. Ц. Деление и мультиплексирование сигнала в терагерцовом диапазоне // Физические основы приборостроения. 2020. Т. 9. № 4(38). С. 48–53. DOI: 10.25210/jfop-2004-048053
Ayvazyan, M.Ts. Signal Division and Multiplexing in the Terahertz Range // Physical Bases of Instrumentation. 2020. Vol. 9. No. 4(38). P. 48–53. DOI: 10.25210/jfop-2004-048053

Аннотация: Рассмотрены способы деления сигнала в волноводных устройствах терагерцового диапазона. Известные делители построены на основе сверхразмерных волноводов в виде волноводного тройника либо волноводного креста. Если в диагонали такого креста установить полупрозрачную диэлектрическую пленку или решетку, состоящую из параллельных проводников, то часть мощности будет отводится решеткой (пленкой) в боковой канал. Величина отводимой мощности в случае применения диэлектрической пленки зависит от поляризации падающей волны, его частоты, а также от диэлектрической проницаемости материала диэлектрика и его толщины. В случае решетки уровень отводимой мощности зависит от ориентации проводников решетки, коэффициента заполнения и частоты. Зависимость коэффициентов отражения и прохождения волн от частоты является существенным недостатком таких делителей. Эта характеристика оказывается решающей в случае применения этих делителей для мультиплексирования сигналов. В работе предлагается широкополосный делитель новой конструкции. Делитель выполнен в виде волноводного тройника, который образован двумя состыкованными сверхразмерными квазиоптическими уголками, выполненными на основе металлодиэлектрического волновода квадратного сечения. Общая стенка состыкованных уголков удалена, полученный волновод увеличенного сечения сужается при помощи плавного перехода до размера основного волновода, а квазиоптические зеркала волноводных уголков образуют призму. Проведен расчет потерь сигнала в предлагаемом делителе. Показано, что характеристики разработанного делителя не зависят от частоты и поляризации сигнала. Работа такого устройства подчиняется принципу взаимности. Поэтому, такое устройство позволяет осуществлять мультиплексирование сигнала. Полученные расчетные значения потерь хорошо согласуются с экспериментальными результатами.
Abstract: The methods of signal division in waveguide devices of the terahertz range are considered. There are known dividers which are built on the basis of oversized waveguides in the form of a waveguide tee or waveguide cross. If a dielectric film or a grating consisting of parallel conductors is installed in the diagonal of such cross, the part of the power will be transferred by the grating (film) to the side channel. The magnitude of the power output in the case of applying a dielectric film depends on the polarization of the wave, its frequency, as well as on the dielectric constant of the dielectric material and its thickness. In the case of a grating, the level of power output depends on the orientation of the grating conductors, fill factor and frequency. The dependence of the reflection and transmission coefficients of the waves from the frequency is a significant drawback of such dividers. This characteristic is decisive in the case of using these dividers for signal multiplexing. In this paper, a new design broadband divider is proposed. The divider is made in the form of a waveguide tee, which is formed by two stacked oversized quasi-optical corners made on the basis of a metal-dielectric square waveguide. The common wall of the joined corners is removed, the resulting waveguide of increased cross section is narrowed by a smooth transition to the size of the main waveguide, and the quasi-optical mirrors of the waveguide corners form a prism. The calculation of the signal loss in the proposed divider is done. It is shown that the characteristics of the developed divider are independent of the frequency and polarization of the signal. The operation of such device is subject to the principle of reciprocity. Therefore, such device can be used for multiplexing the signal. The calculated losses are in good agreement with experimental results.
Ключевые слова: металлодиэлектрический волновод, уголок, диэлектрическая пленка, решетка, делитель мощности, мультиплексор, terahertz range, metal-dielectric waveguide, corner, dielectric film, grating, power divider, металлодиэлектрический волновод