Ефективний високоточний аналіз тонкої несиметричної індуктивної діафрагми у прямокутному хвилеводі методом інтегральних рівнянь

Автор(и)

  • Сергій Євстафійович Мартинюк Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-1920-8755
  • Федір Федорович Дубровка Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3485-6822
  • Оксана Степанівна Захарченко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6259-5888
  • Петро Якович Степаненко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського", Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021020035

Ключові слова:

математична модель, нескінченно тонка несиметрична індуктивна діафрагма, особливість тангенціального електричного поля на ребрі, прямокутний хвилевід, поліноми Гегенбауера, узагальнена матриця розсіювання

Анотація

В статті запропоновано розв’язок електродинамічної задачі знаходження узагальненої матриці розсіювання нескінченно тонкої несиметричної односторонньої індуктивної діафрагми у прямокутному хвилеводі методом інтегральних рівнянь. Задача зведена до розв’язання системи інтегральних рівнянь по числу хвиль, що падають на неоднорідність із лівої часткової області. Ефективність нового розв’язку електродинамічної задачі досягається завдяки коректному врахуванню особливості тангенціального електричного поля у вікні діафрагми за допомогою поліномів Гегенбауера. Кожне інтегральне рівняння методом Гальоркіна зводиться до системи лінійних алгебраїчних рівнянь відносно комплексних коефіцієнтів розкладання тангенціального електричного поля у вікні діафрагми. Проведено чисельне дослідження отриманого розв’язку для визначення еквівалентних параметрів діафрагми в діапазоні частот, у якому уздовж хвилеводу може поширюватися без згасання лише основна хвиля. Підтверджено можливість ефективного високоточного обчислення узагальненої матриці розсіювання нескінченно тонкої несиметричної індуктивної діафрагми у прямокутному хвилеводі з урахуванням особливості тангенціального електричного поля на гострому ребрі у вікні діафрагми.

Посилання

О. О. Дробахин, С. В. Плаксин, В. Д. Рябчий, Д. Ю. Салтыков, Техника и Полупроводниковая Электроника СВЧ. Севастополь: Вебер, 2013, uri: http://naukainform.kpi.ua/SiteAssets/Monographia/Техника и полупроводниковая электроника СВЧ.pdf.

В. А. Неганов, Д. С. Клюев, Д. П. Табаков, Устройства СВЧ и Антенны. Ч. 1: Проектирование, Конструктивная Реализация, Примеры Применения Устройств СВЧ. Москва: Либроком, 2013.

J. A. Ruiz-Cruz, J. R. Montejo-Garai, J. M. Rebollar, “Computer aided design of waveguide devices by mode-matching methods,” in Passive Microwave Components and Antennas, V. Zhurbenko, Ed. Vuko-var: InTech, 2010.

Ю. Д. Черноусов, В. И. Иванников, И. В. Шеболаев, А. Е. Левичев, В. М. Павлов, “Полосовые характеристики связанных резонаторов,” Радиотехника и электроника, vol. 55, no. 8, pp. 923–929, 2010, uri: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=15141915.

S. Choocadee, S. Akatimagool, “The simulation, design and implementation of bandpass filters in rectangular waveguides,” Electr. Electron. Eng., vol. 2, no. 3, pp. 152–157, 2012, doi: https://doi.org/10.5923/j.eee.20120203.08.

Ю. Д. Черноусов, А. Е. Левичев, В. М. Павлов, Г. К. Шамуилов, “Тонкая диафрагма в прямоугольном волноводе,” Вестник НГУ. Серия Физика, vol. 6, no. 1, pp. 44–49, 2011, uri: https://nsu.ru/xmlui/handle/nsu/3853.

М. В. Мищенко, А. Ю. Фарафонов, Д. А. Коваленко, Ю. А. Сицилицин, “Метод синтеза допусковых отклонений на геометрические параметры микрополосковых устройств,” Радіоелектроніка, інформатика, управління, no. 2, pp. 21–27, 2014, doi: https://doi.org/10.15588/1607-3274-2013-2-3.

H. Yan, X. Wu, J. Yang, “Application of Monte Carlo method in tolerance analysis,” Procedia CIRP, vol. 27, pp. 281–285, 2015, doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.04.079.

Г. Ф. Заргано, А. М. Лерер, В. П. Ляпин, Г. П. Синявский, Линии Передачи Сложных Сечений. Ростов-на-Дону: Издательство Ростовского университета, 1983.

Д. Б. Мамедов, А. Г. Ющенко, “Исследование сходимости метода матрицы рассеяния в задаче расчета СВЧ-фильтров с квази-H модами,” Восточно-Европейский журнал передовых технологий, vol. 4, no. 9, pp. 34–38, 2015, doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.47992.

О. С. Захарченко, С. Є. Мартинюк, П. Я. Степаненко, “Узагальнена математична модель тонкої несиметричної індуктивної діафрагми у прямокутному хвилеводі,” Вісник НТУУ “КПІ”. Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, no. 72, pp. 13–22, 2018, doi: https://doi.org/10.20535/RADAP.2018.72.13-22.

С. А. Стешенко, С. А. Приколотин, А. А. Кириленко, Д. Ю. Кулик, Л. А. Рудь, С. Л. Сенкевич, “Метод частичных областей с учетом особенностей во внутренних задачах с произвольными кусочно-координатными границами. Часть 2. Плоско-поперечные соединения и ‘in-line’ объекты,” Радиофизика и электроника, vol. 4, no. 3, pp. 13–21, 2013, uri: https://core.ac.uk/reader/87387390.

В. В. Никольский, Т. И. Никольская, Электродинамика и Распространение Радиоволн. Москва: Либроком, 2015.

В. Ф. Кравченко, О. С. Лабунько, А. М. Лерер, Г. П. Синявский, Вычислительные Методы в Современной Радиофизике. Москва: Физматлит, 2009.

И. С. Градштейн, И. М. Рыжик, Таблицы Интегралов, Рядов и Произведений. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2011.

Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков, Численные Методы. Москва: Бином, 2008.

F. F. Dubrovka, Y. A. Ovsianyk, P. Y. Stepanenko, O. S. Zakharchenko, “Wideband matching the dual frequency coaxial waveguide feed,” Inf. Telecommun. Sci., vol. 3, no. 2, pp. 53–60, 2012, uri: http://infotelesc.kpi.ua/article/view/30217.

Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй, “Собственные волны секторных коаксиальных ребристых волноводов,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 55, no. 6, pp. 3–14, 2012, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347012060015.

Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй, “Решение краевой задачи электродинамики для секторных коаксиальных ребристых волноводов методом интегрального уравнения,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 55, no. 5, pp. 3–16, 2012, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347012050019.

Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй, “Собственные волны коаксиальных четырехреберных волноводов. Теория,” Известия вузов. Радиоэлектроника, vol. 57, no. 1, pp. 3–30, 2014, doi: https://doi.org/10.20535/S0021347014010014.

Фізична модель тонкої діафрагми

Опубліковано

2021-02-28

Як цитувати

Мартинюк, С. Є. ., Дубровка, Ф. Ф., Захарченко, О. С., & Степаненко, П. Я. (2021). Ефективний високоточний аналіз тонкої несиметричної індуктивної діафрагми у прямокутному хвилеводі методом інтегральних рівнянь. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(2), 94–107. https://doi.org/10.20535/S0021347021020035

Номер

Розділ

Статті