Электродинамические характеристики Т-мод коаксиальных волноводов эллиптического сечения

Автор(и)

  • Игорь Владимирович Зависляк Киевский национальный университет им. Т. Шевченко, Україна https://orcid.org/0000-0003-0161-4197
  • Максим Александрович Попов Киевский национальный университет им. Т. Шевченко, Україна https://orcid.org/0000-0003-3509-7108

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347018100023

Ключові слова:

коаксиальный волновод, эллиптическая система координат, волновое сопротивление, погонные потери, передаваемая мощность

Анотація

Представлено строгое решение электродинамической задачи для волн Т-типа в коаксиальном волноводе эллиптического сечения, полученное с использованием оригинальной модифицированной эллиптической системы координат. Преимуществом такого подхода являются удобные выражения для электродинамических характеристик линии передачи и простой переход к частному случаю волновода круглого сечения. Получены явные выражения для волнового сопротивления, передаваемой мощности и погонных потерь коаксиального эллиптического волновода с волнами Т-типа, а также проанализированы их зависимости от размеров и формы поперечного сечения линии передачи. Приведенные графики зависимостей указанных характеристик от нормированных параметров, задающих форму и размеры волновода, позволяют подобрать геометрические размеры линии передачи исходя из требований заданного волнового сопротивления, предельной передаваемой мощности или потерь. Показано, что при больших эксцентриситетах энергия в волноводах с близкими размерами внутреннего и внешнего проводников и малым волновым сопротивлением, концентрируется вблизи фокусов, что позволяет использовать такие волноводы как основу для разработки эффективных зондов для радиоспектроскопических исследований.

Посилання

  1. Bhattacharyya, A. K.; Shafai L. “Theoretical and experimental investigation of the elliptical annual ring antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., Vol. 36, No 11, p. 1526-1530, 1988. DOI: https://doi.org/10.1109/8.9700.
  2. Xu, Y.; Ghannouchi, F. M.; Bosisio, R. G. “Theoretical and experimental study of measurement of microwave permittivity using open ended elliptical coaxial probes,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 40, No. 1, p. 143-150, 1992. DOI: https://doi.org/10.1109/22.108333.
  3. Sun, K.; Tranquilla, J. M. “Study of elliptical annular microstrip antenna using full Mathieu formulation,” Proc. Antennas and Propagation Soc. Int. Symp., 28 June-2 July 1993, Ann Arbor, USA. IEEE, 1993, Vol. 2, p. 944-947. DOI: https://doi.org/10.1109/APS.1993.385193.
  4. Xiong, T.; Yan, R. “Propagation characteristics of confocal elliptical coaxial lines filled with multilayered media,” Progress in Electromagnetics Research Symp., 22-26 Aug. 2005, Hangzhou, China, p. 147-150. DOI: https://doi.org/10.2529/PIERS041207103750.
  5. Fanti, A.; Simone, M.; Deias, L. “Analysis and optimization of elliptic ridged waveguide with FDFD technique and PSO algorithm,” Appl. Computational Electromagnetics Soc. J., Vol. 31, No. 8, p. 860-866, 2016. URI: http://www.aces-society.org/includes/downloadpaper.php?of=ACES_Journal_August_2016_Paper_1&nf=16-8-1.
  6. Antikainen, A.; Essiambre, R.-J.; Agrawal, G. P. “Determination of modes of elliptical waveguides with ellipse transformation perturbation theory,” Optica, Vol. 4, No. 12, p. 1510-1513, 2017. DOI: https://doi.org/10.1364/OPTICA.4.001510.
  7. Ip, E.; Milione, G.; Li, M.-J.; Cvijetic, N.; Kanonakis, K.; Stone, J.; Peng, G.; Prieto, X.; Montero, C.; Moreno, V.; Liсares, J. “SDM transmission of real-time 10GbE traffic using commercial SFP + transceivers over 0.5km elliptical-core few-mode fiber,” Optics Express, Vol. 23, No. 13, p. 17120-17126. 2015. DOI: https://doi.org/10.1364/OE.23.017120.
  8. Rozzi, T.; Pierantoni, L.; Ronzitti, M. “Analysis of the suspended strip in elliptical cross section by separation of variables,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 45, No. 10, p. 1778-1784, 1997. DOI: https://doi.org/10.1109/22.641728.
  9. Lee, J.-W.; Chen, J.-T. “A semianalytical approach for a nonconfocal suspended strip in an elliptical waveguide,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 60, No. 12, p. 3642-3655, 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2012.2221138.
  10. King, M.; Wiltse, J. “Coaxial transmission lines of elliptical cross section,” IRE Trans. Antennas Propag., Vol. 9, No. 1, p. 116-118, 1961. DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.1961.1144942.
  11. Alhargan, F. A.; Judah, S. R. “Mode charts for confocal annular elliptic resonators,” IEE Proc. - Microwaves, Antennas Propag., Vol. 143, No. 4, p. 358-360, 1996. DOI: https://doi.org/10.1049/ip-map:19960539.
  12. Navarro, R.; Boria, V. E.; Gimeno, B.; Coves, A.; Ferrando, M. “Full modal analysis of confocal coaxial elliptical waveguides,” IEE Proc. - Microwaves, Antennas Propag., Vol. 147, No. 5, p. 374-380, 2000. DOI: https://doi.org/10.1049/ip-map:20000737.
  13. Gutierrez-Vega, J. C.; Rodriguez-Dagnino, R. M.; Chavez-Cerda, S. “Attenuation characteristics in confocal annular elliptic waveguides and resonators,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 50, No. 4, p. 1095-1100, 2002. DOI: https://doi.org/10.1109/22.993411.
  14. Changhong, L.; Long, L. “A new characteristic impedance perturbation method for finding attenuation constants,” Microwave Optical Technol. Lett., Vol. 32, No. 4, p. 243-245, 2002. DOI: https://doi.org/10.1002/mop.10143.
  15. Golovach, G. P.; Popov, M. A.; Roussigne, Y.; Stashkevich, A. A.; Zavislyak, I. V. “Analytical theory of the dipole-exchange oscillations in long ferromagnetic nanowires of elliptical cross-section in a transverse external magnetic field,” JMMM, Vol. 382, p. 252-264, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.01.077.
  16. Попов, М. А. “Параметричне збудження паралельною накачкою поверхневих магнітостатичних коливань в поздовжньо намагніченому еліптичному циліндрі,” УФЖ, Т. 60, № 5, с. 452-457, 2015. URI: http://archive.ujp.bitp.kiev.ua/files/journals/60/5/600509p.pdf.
  17. Popov, M. A. “Equilibrium bi-domain configuration in cylindrical magnetic microparticles,” Eur. Phys. J. B, Vol. 90, No. 3, p. 55-1-55-7, 2017. DOI: https://doi.org/10.1140/epjb/e2017-70748-9.
  18. Григорьев, А. Д. Электродинамика и микроволновая техника. СПб.: Лань, 2007. 704 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-10-28

Як цитувати

Зависляк, И. В., & Попов, М. А. (2018). Электродинамические характеристики Т-мод коаксиальных волноводов эллиптического сечения. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 61(10), 566–576. https://doi.org/10.20535/S0021347018100023

Номер

Том 61 № 10 (2018)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 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.