Простой метод определения собственных частот биконического резонатора
DOI:
https://doi.org/10.20535/S0021347017120056Ключові слова:
биконический резонатор, метод коллокаций, дисперсионное уравнение, собственная частота, метод частично пересекающихся областейАнотація
Ряд особенностей биконических резонаторов делает их привлекательными для различных применений. Выражения для вычисления собственных частот биконического резонатора с большими углами раскрыва конуса могут быть получены с использованием метода разделения перекрывающихся областей в сочетании с методом коллокации; однако выражения, приведенные в литературе, включают только одну пару точек коллокации, что не дает возможности оценить точность определения собственной частоты. Целью настоящей работы является вычисление собственных частот биконического резонатора для произвольного числа пар точек коллокации. Выведено уравнение для собственных частот биконического резонатора для азимутально-симметричного поперечного электрического поля при произвольном числе пар точек коллокации. Уравнение сводится к двум уравнениям, решение которых требует гораздо меньших вычислительных затрат по сравнению с исходным уравнением. В решениях одного из двух уравнений допускаются моды, симметричные относительно плоскости симметрии резонатора, а решения другого допускают антисимметричные моды. Вычисленные собственные частоты быстро сходятся с увеличением числа пар коллокационных точек, тогда как использование только одной пары точек коллокации может внести заметную ошибку. Предлагаемый метод может быть использован при разработке компонентов и узлов на основе биконических резонаторов.Посилання
Egorov, V. N. Resonance methods for microwave studies of dielectrics (Review). Instruments and Experimental Techniques, Vol. 50, No. 2, P. 143–175, 2007. DOI: https://doi.org/10.1134/S0020441207020017.
Afsar, M. N.; Birch, J. R.; Clarke, R. N.; Chantry, G. W. The measurement of the properties of materials. Proc. IEEE, Vol. 74, No. 1, P. 183–199, 1986. DOI: https://doi.org/10.1109/PROC.1986.13432.
Bussey, H. E.; Morris, D.; Zal’tsman, E. B. International comparison of complex permittivity measurement at 9 GHz. IEEE Trans. Instrum. Meas., Vol. 23, No. 3, P. 235–239, 1974. DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.1974.4314270.
Ni, E.; Stumper, U. Permittivity measurements using a frequency-tuned microwave TE01 cavity resonator. IEE Proc. H - Microwaves, Antennas and Propagation, Vol. 132, No. 1, P. 27–32, 1985. DOI: https://doi.org/10.1049/ip-h-2:19850005.
Kling, C. K.; Whites, K. W.; Groven, L. J. Accurate specimen placement for dielectric measurements in TM0n0 cylindrical cavity. Proc. of IEEE Int. Symp. on Antennas and Propagation, APSURSI, 26 June–1 July 2016, Fajardo, Puerto Rico. IEEE, 2016, P. 1995–1996, DOI: https://doi.org/10.1109/APS.2016.7696704.
Sydoruk, V. A.; Fiorani, F.; Jahnke, S.; Krause, H.-J. Design and characterization of microwave cavity resonators for noninvasive monitoring of plant water distribution. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 64, No. 9, P. 2894–2904, 2016. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2016.2594218.
Дробахин, О. О.; Заболотный, П. И.; Привалов, Е. Н. Учет влияния элементов связи на резонансные явления в биконических резонаторах. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 53, № 7, С. 56–63, 2010. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347010070071.
Drobakhin, O. O.; Privalov, Ye. N.; Saltykov, D. Yu. Open-ended waveguide cutoff resonators for monitoring dielectrics parameters of gases. Telecommun. Radio Eng., Vol. 72, No. 7, P. 627–640, 2013. DOI: http://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v72.i7.60.
Andreev, M. V.; Drobakhin, O. O.; Privalov, Ye. N.; Saltykov, D. Yu. Measurement of dielectric material properties using coupled biconical resonators. Telecommun. Radio Eng., Vol. 73, No. 11, P. 1017–1032, 2014. DOI: http://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v73.i11.70.
Алимов, А. А.; Радионов, А. А. Расчет открытого предельного биконического резонатора. Антенны, № 4, С. 40–45, 2015. URI: https://elibrary.ru/item.asp?id=23366163.
Van’t Hof, J. P.; Stancil, D. D. Eigenfrequencies of a truncated conical resonator via the classical and Wentzel-Kramers-Brillouin methods. IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 56, No. 8, P. 1909–1916, 2008. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2008.927408.
Kuryliak, D. B.; Nazarchuk, Z. T.; Trishchuk, B. O. Axially-symmetric TM-waves diffraction by sphere-conical cavity. PIER B, Vol. 73, P. 1–16, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.2528/PIERB16120904.
Hoppe, R. H. W.; Kuznetsov, Yu. A. Overlapping domain decomposition methods with distributed Lagrange multipliers. J. Numerical Math., Vol. 9, No. 1, P. 285–293, 2001.
Дробахин, О. О.; Заболотный, П. И.; Привалов, Е. Н. К приближенному расчету собственных частот биконических микроволновых резонаторов. Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 56, № 3, С. 28–35, 2013. URI: http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347013030035.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2017 Известия высших учебных заведений. РадиоэлектроникаИздатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.
Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).
Варианты доступа к статье:
1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)
В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).
2. Статья с последующим доступом по подписке
В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.
- Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
- Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
- Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
- Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
- Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
- Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
- Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
- Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
- Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
- Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
- Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
- Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
- Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
- Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
- В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
- Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
- Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.
