Собственные волны коаксиальных четырехреберных волноводов. Численные результаты

Автор(и)

  • Федор Федорович Дубровка журнал "Известия вузов. Радиоэлектроника", Україна https://orcid.org/0000-0002-3485-6822
  • Степан Иванович Пильтяй Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт им. Игоря Сикорского", Україна https://orcid.org/0000-0002-6927-8663

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347014020010

Ключові слова:

коаксиальный четырехреберный волновод, собственная волна, ТЕМ волна, ТЕ волна, ТМ волна, критическое волновое число, распределение поля, сходимость решений, одномодовый режим работы, рабочая полоса частот

Анотація

Представлены результаты численного исследования собственных волн коаксиальных четырехреберных волноводов двух конфигураций (с ребрами на внутреннем или на внешнем идеально проводящем круговом цилиндре) при различных соотношениях их поперечных размеров. В частности, исследованы зависимости критических волновых чисел первых трех ТЕ волн и первой ТМ волны от соотношений геометрических размеров и получены распределения поперечных компонент электрического поля для этих собственных волн и ТЕМ волны. Проведена оптимизация коаксиальных четырехреберных волноводов при их противофазном возбуждении с целью получения максимальной полосы частот одномодового режима работы первой волны ТЕ. В результате получены две оптимальные конфигурации коаксиальных четырехреберных волноводов, обеспечивающие коэффициент перекрытия по частоте 4,6:1 для одномодового режима работы. Установлено, что меньшие поперечные размеры при фиксированной полосе частот одномодового режима работы имеет волновод с ребрами на внутреннем проводящем круговом цилиндре. Расчеты проведены на основе математических моделей, полученных в [1] методом интегральных уравнений с корректным учетом сингулярного поведения поля на ребрах. Достоверность полученных результатов подтверждена расчетами по методу конечных разностей во временной области, реализованному в программном пакете CST Microwave Studio при размере сетки λ/100.

Посилання

Дубровка Ф. Ф. Собственные волны коаксиальных четырехреберных волноводов. Теория / Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй // Радиоэлектроника. — 2014. — Т. 57, № 1. — С. 3–30. — (Известия вузов). — Режим доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347014010014.

Rong Y. Characteristics of generalized rectangular and circular ridge waveguides / Yu Rong, K. A. Zaki // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — Feb. 2000. — Vol. 48, No. 2. — P. 258–265. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/22.821772">http://dx.doi.org/10.1109/22.821772.

Волноводы сложных сечений / Г. Ф. Заргано, В. П. Ляпин, В. С. Михалевский, [и др.]. — М. : Радио и связь, 1986. — 124 с.

Jarvis D. A. Design of double-ridged rectangular waveguide of arbitrary aspect ratio and ridge height / D. A. Jarvis, T. C. Rao // IEE Proc. Microwaves, Antennas Propag. — Feb. 2000. — Vol. 147, No. 1. — P. 31–34. — DOI : http://dx.doi.org/10.1049/ip-map:20000013">http://dx.doi.org/10.1049/ip-map:20000013.

Tang Y. Analysis of quadruple-ridged square waveguide by multilayer perceptron neural network model / Yiming Tang, Jianzhong Zhao, Wen Wu // Asia-Pacific Microwave Conf. : APMC, 12–15 Dec. 2006, Yokohama, Japan. — Yokohama, 2006. — P. 1912–1918. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/APMC.2006.4429782">http://dx.doi.org/10.1109/APMC.2006.4429782.

Xu J. Analysis of elliptical ridged waveguide / Jin Xu, Wenxiang Wang, Yubin Gong, Yanyu Wei // Infrared Millimeter Waves and Teraherz Electronics : Joint 31st Int. Conf. and 14th Int. Conf., IRMMW-THz, 18–22 Sept. 2006, Shanghai, China. — Shanghai, 2006. — P. 265. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/ICIMW.2006.368473">http://dx.doi.org/10.1109/ICIMW.2006.368473.

Ruiz-Bernal M. A. Higher order modes of the ridged coaxial waveguide / M. A. Ruiz-Bernal, M. Valverde-Navarro, G. Goussetis, J.-L. Gomez-Tornero, A. P. Feresidis // 36th European Microwave Conf. : 10–15 Sept. 2006, Manchester, UK. — Manchester, 2006. — P. 1221–1224. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/EUMC.2006.281197">http://dx.doi.org/10.1109/EUMC.2006.281197.

Дубровка Ф. Ф. Решение краевой задачи электродинамики для секторных коаксиальных ребристых волноводов методом интегрального уравнения / Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй // Радиоэлектроника. — 2012. — Т. 55, № 5. — C. 3–16. — (Известия вузов). — Режим доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347012050019.

Дубровка Ф. Ф. Собственные волны секторных коаксиальных ребристых волноводов / Ф. Ф. Дубровка, С. И. Пильтяй // Радиоэлектроника. — 2012. — Т. 55, № 6. — C. 3–14. — (Известия вузов). — Режим доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347012060015.

Пат. 88320 UA, Int. Cl. H 01 Q 13/00. Багатодіапазонна коаксіальна рупорна система / Ф. Ф. Дубровка, Р. Ф. Дубровка, Ю. А. Овсяник. — № a 2007 03407 ; заявл. 29.03.2007 ; опубл. 12.10.2009. — 8 с.

Дубровка Ф. Ф. Характеристики излучения и согласования нового двухдиапазонного коаксиального рупора с частичным диэлектрическим заполнением / Ф. Ф. Дубровка, Ю. А. Овсяник, Р. Ф. Дубровка // Радиоэлектроника. — 2012. — Т. 55, № 12. — C. 41–46. — (Известия вузов). — Режим доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347012120059.

Овсяник Ю. А. Анализ коаксиальных рупоров с частичным диэлектрическим заполнением / Ю. А. Овсяник, Ф. Ф. Дубровка, Р. Ф. Дубровка // Радиоэлектроника. — 2013. — Т. 56, № 1. — C. 3–23. — (Известия вузов). — Режим доступа : http://radio.kpi.ua/article/view/S0021347013010019.

The designing, manufacturing, and testing of a dual-band feed system for the Parkes radio telescope / C. Granet, H.Z. Zhang, A. R. Forsyth, G. R. Graves, P. Doherty, K. J. Greene, G. L. James, P. Sykes, T. S. Bird, M. W. Sinclair, G. Moorey // IEEE Antennas Propag. Mag. — June 2005. — Vol. 47, No. 3. — P. 13–19. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/MAP.2005.1532537">http://dx.doi.org/10.1109/MAP.2005.1532537.

A dual-band feed system for the Parkes radio telescope / C. Granet, H. Z. Zhang, K. J. Greene, G. L. James, A. R. Forsyth, T. S. Bird, R. N. Manchester, M. W. Sinclair, P. Sykes // Dig. Int. Symp. IEEE Antennas and Propag. — July 2001. — Vol. 39. — P. 296–299. — DOI : http://dx.doi.org/10.1109/APS.2001.959722">http://dx.doi.org/10.1109/APS.2001.959722.

Dubrovka F. F. Eigenmodes of coaxial quad-ridged waveguides. Theory / Fedor F. Dubrovka, Stepan I. Piltyay // Radioelectron. Commun. Syst. — 2014. — Vol. 57, No. 1. — P. 1–30. — http://radioelektronika.org/article/view/S0735272714010014. — DOI : http://dx.doi.org/10.3103/S0735272714010014.

Dubrovka F. F. Electrodynamics boundary problem solution for sectoral coaxial ridged waveguides by integral equation technique / Fedor F. Dubrovka, Stepan I. Piltyay // Radioelectron. Commun. Syst. — 2012. — Vol. 55, No. 5. — P. 191–203. — http://radioelektronika.org/article/view/S0735272712050019. — DOI : http://dx.doi.org/10.3103/S0735272712050019.

Dubrovka F. F. Eigenmodes of sectoral coaxial ridged waveguides / Fedor F. Dubrovka, Stepan I. Piltyay // Radioelectron. Commun. Syst. — 2012. — Vol. 55, No. 6. — P. 239–247. — http://radioelektronika.org/article/view/S0735272712060015. — DOI : http://dx.doi.org/10.3103/S0735272712060015.

Dubrovka F. F. Radiation and matching characteristics of a novel dual-band dielectric loaded coaxial horn / Fedor F. Dubrovka, Yu. A. Ovsianyk, R. F. Dubrovka // Radioelectron. Commun. Syst. — 2012. — Vol. 55, No. 12. — P. 559–562. — http://radioelektronika.org/article/view/S0735272712120059. — DOI : http://dx.doi.org/10.3103/S0735272712120059.

Ovsianyk Yu. A. Analysis of dielectric loaded hybrid mode coaxial horns / Yu. A. Ovsianyk, Fedor F. Dubrovka, R. F. Dubrovka // Radioelectron. Commun. Syst. — 2013. — Vol. 56, No. 1. — P. 1–19. — http://radioelektronika.org/article/view/S0735272713010019. — DOI : http://dx.doi.org/10.3103/S0735272713010019.

##submission.downloads##

Опубліковано

2014-02-09

Як цитувати

Дубровка, Ф. Ф., & Пильтяй, С. И. (2014). Собственные волны коаксиальных четырехреберных волноводов. Численные результаты. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 57(2), 3–19. https://doi.org/10.20535/S0021347014020010

Номер

Том 57 № 2 (2014)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2014 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.