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

##submission.downloads##

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

Том 64 № 2 (2021)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника

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.