Напівкоаксіальний хвильовід елліптичного перерізу – новий тип лінії передачі мікрохвильового діапазону

Автор(и)

  • Ігор Володимирович Зависляк Киевский Национальный Университет имени Т. Шевченка, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0161-4197
  • Григорій Леонідович Чумак Киевский национальный университет им. Т. Шевченка, Ukraine http://orcid.org/0000-0002-2070-9709
  • Владислав Ігоревич Гнаповський Киевский национальный университет им. Т. Шевченка, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0109-7871

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022060012

Ключові слова:

полукоаксиальный волновод эллиптического сечения, рабочий диапазон, Т-волна, волновое сопротивление, 3D печать

Анотація

Запропоновано новий тип лінії передачі – напівкоаксіальний  хвилевід еліптичного перетину. Створено зразок такого хвилеводу, використовуючи технологію 3D друку. Виміряний коефіцієнт передачі напівкоаксіального хвилеводу вертикального зрізу та показано кількісний збіг експериментальних результатів із запропонованою теорією. Продемонстровано, що у напівкоаксіальному еліптичному хвилеводі вертикального зрізу можливе розширення робочого діапазону на 0-30 %, що має практичну цінність. Отримані аналітичні вирази для хвильового опору, потужності, що передається, погонних втрат у напівкоаксіальному хвилеводі еліптичного перерізу при поширенні в ньому хвиль Т-типу. Показано, що аналітично визначені втрати у металевих стінках напівкоаксіального хвилеводу узгоджуються з результатами моделювання його електродинамічних характеристик при використанні методу Finite Elements Method. Показано, що напівкоаксіальний хвилевід еліптичного перерізу вертикального зрізу з повітряним заповненням може використовуватись у робочому діапазоні до 150 ГГц у планарному виконанні.

Посилання

J. A. Jargon, C. J. Long, A. Feldman, J. Martens, “Developing models for a 0.8 mm coaxial VNA calibration kit within the NIST microwave uncertainty framework,” in 2020 94th ARFTG Microwave Measurement Symposium (ARFTG), 2020, pp. 1–4, doi: https://doi.org/10.1109/ARFTG47584.2020.9071653.

J. Zhu, Y. Liu, L. Jia, B. Zhang, Y. Yang, D. Tang, “High-frequency magnetodielectric response in yttrium iron garnet at room temperature,” J. Appl. Phys., vol. 123, no. 20, p. 205109, 2018, doi: https://doi.org/10.1063/1.5024740.

D. A. Petrov, K. N. Rozanov, M. Y. Koledintseva, “Influence of higher-order modes in coaxial waveguide on measurements of material parameters,” in 2018 IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility, Signal Integrity and Power Integrity (EMC, SI & PI), 2018, pp. 66–70, doi: https://doi.org/10.1109/EMCSI.2018.8495305.

Y. Xu, F. M. Ghannouchi, R. G. Bosisio, “Theoretical and experimental study of measurement of microwave permittivity using open ended elliptical coaxial probes,” IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 40, no. 1, pp. 143–150, 1992, doi: https://doi.org/10.1109/22.108333.

T. Xiong, R. Yang, “Propagation characteristics of confocal elliptical coaxial lines filled with multilayered media,” PIERS Online, vol. 1, no. 2, pp. 147–150, 2005, doi: https://doi.org/10.2529/PIERS041207103750.

R. Navarro, V. E. Boria, B. Gimeno, A. Goves, M. Ferrando, “Full modal analysis of confocal coaxial elliptical waveguides,” IEE Proc. - Microwaves, Antennas Propag., vol. 147, no. 5, p. 374, 2000, doi: https://doi.org/10.1049/ip-map:20000737.

И. В. Зависляк, М. А. Попов, “Электродинамические характеристики Т-мод коаксиальных волноводов эллиптического сечения,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 61, no. 10, pp. 566–576, 2018, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347018100023.

A. Kozhanov et al., “Spin wave modes in ferromagnetic tubes,” J. Appl. Phys., vol. 111, no. 113905, 2012, doi: https://doi.org/10.1063/1.3672835.

G. P. Golovach, M. A. Popov, Y. Roussigné, A. A. Stashkevich, I. V. Zavislyak, “Analytical theory of the dipole-exchange oscillations in long ferromagnetic nanowires of elliptical cross-section in a transverse external magnetic field,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 382, pp. 252–264, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.01.077.

А. Д. Григорьев, Электродинамика и Микроволновая Техника. Санкт-Петербург: Лань, 2007.

Agilent Application Note, “Agilent basics of measuring the dielectric properties of materials. Agilent literature number,” 2006. uri: https://academy.cba.mit.edu/classes/input_devices/meas.pdf.

D. M. Pozar, Microwave Engineering, 4th ed. New Jersey: Wiley and Sons, 2011, uri: https://www.wiley.com/en-us/Microwave+Engineering%2C+4th+Edition-p-9780470631553.

Изготовленный полукоаксиальный эллиптический волновод вертикального среза

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-22 — Оновлено 2022-06-23

Як цитувати

Зависляк, І. В., Чумак, Г. Л., & Гнаповський, В. І. (2022). Напівкоаксіальний хвильовід елліптичного перерізу – новий тип лінії передачі мікрохвильового діапазону. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(6), 331–340. https://doi.org/10.20535/S0021347022060012

Номер

Том 65 № 6 (2022)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель 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:
  1. 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.
  2. 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.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. 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.