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 а_т - амплитуда пространств. гармоники, к-рая зависит от формы П. с.; w - круговая частота электромагнитных колебаний; t - время; бета_n= бета + (2Пи m/d-волновое число m-той пространственной гармоники; i - мнимая единица. Осн. характеристики П. с.: коэфф. замедления пространств. гармоник n_m = 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.