ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА в технике
СВЧ, структура (система), совмещающаяся сама с собой при параллельном переносе
на нек-рое конечное расстояние. Минимальная величина этого расстояния d
наз.
периодом. Строго говоря, П. с. бесконечны и служат идеализированными моделями
для теоретич. изучения реальных объектов. На практике применяются ограниченные
участки П. с., к-рые условно также наз. П. с. По числу независимых
направлений переноса П. с. различают одномерно, двумерно и трёхмерно периодич.
структуры - ОПС, ДПС и ТПС (рис. 1, 2). ОПС и ДПС применяются в качестве
замедляющих
систем, антенн, дифракционных решёток; ДПС и ТПС используют для создания
линз, призм и др. устройств, определяющих направление распространения электромагнитных
волн.

Рис. 1. Одномерно периодические структуры
с различными типами дисперсионных характеристик: 1 - "широкая гребёнка"
в волноводе с нормальной положительной дисперсией; 2 - диафрагмированный
прямоугольный волновод с отрицательной дисперсией; 3 - "меандр" в волноводе
с участками аномальной и нормальной положительной дисперсии; n - коэффициент
замедления; Л - длина волны.

Рис. 2. Двумерно (а) и трёхмерно (б)
периодические структуры: d¹,d², d³ - периоды
структур.

Любую составляющую Л электрического и магнитного
полей в точке П. с. с координатой z (направления периодичности П. с. и
оси Z совпадают) можно представить в виде ряда

каждое слагаемое к-рого наз. пространств.
гармоникой. Здесь аамплитуда пространств. гармоники,
к-рая зависит от формы П. с.; w - круговая частота электромагнитных колебаний;
t - время; бета + (2Пи m/d-волновое число
m-той пространственной гармоники; i - мнимая единица. Осн. характеристики
П. с.: коэфф. замедления пространств. гармоник n = бета*m
<^.
c/w, совпадающие по определению с коэфф. преломления в оптике и численно
равные отношениям фазовой скорости волны в свободном пространстве
с
к
фазовым скоростям гармоник в П. с. w/бета*m; групповая скорость
dw/d*бета*m, направление к-рой совпадает с направлением
переноса энергии электромагнитных волн; дисперсия, характеризующая
зависимость коэфф. замедления n от длины волны Л в свободном пространстве
(см. также Дисперсия света). По значению коэфф. замедления определяют
фазовую скорость волны, а по дисперсии можно судить о групповой скорости.
Фазовые скорости и коэфф. замедления пространств. гармоник различны, а
их групповые скорости одинаковы.

В электронных приборах СВЧ, использующих
П. с. в качестве замедляющих систем, скорость электронов обычно близка
к фазовой скорости волны, а от групповой может отличаться не только по
значению, но и по направлению. Совпадение направлений фазовой и групповой
скоростей волны (положит. дисперсия) характерно для режима усиления колебаний,
противоположные направления этих скоростей (отрицат. дисперсия) - для режима
генерирования их.

Лит.: Айзенберг Г. 3., Антенны ультракоротких
волн, М., 1957; Тараненко 3. И., Трохименно Я. К., Замедляющие системы,
К., 1965; Силин Р. А., Сазонов В. П., Замедляющие системы, [М.], 1966.
Р. А. Силин.