Keyfi Şekilli Dielektrik Yüklü Dalga Kılavuzları için Saçılma Parametrelerinin Belirlenmesi

Year 2017, Volume: 7 Issue: 13, 33 - 39, 30.06.2017

Ahmet Aydoğan Alican Uysal Funda Akleman Sedat Kılınç Tuhğan Çağlayan

Abstract

Keyfi
şekilli cisimle yüklenmiş dikdörtgen kesitli dalga kılavuzlarında en genel
halde TE ve TM tipi modlar uyarılmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak keyfi
şekilli manyetik olmayan dielektrik malzeme yüklü dikdörtgen kesitli dalga
kılavuzları için TE tipi mod ayrıklaştırılması incelenmiştir. Dalganın ilerleme
yönünde dielektrik malzemenin süreksizlik ara yüzeyleri (jonksiyon) üzerinde
oluşan manyetik alanın uzunlamasına bileşeni, doğası gereği TE tipi modlara
aittir. Bu sayede yalnızca jonksiyon üzerinde oluşan manyetik alanın
uzunlamasına bileşeninden TE tipi modal bileşenleri çekmek mümkün olmaktadır.
İkinci aşama olarak, yapılan mod ayrıklaştırma ile baskın mod bilgisine geçilmiş
ve incelenen yapıya ait saçılma parametreleri ele alınan yaklaşım ile elde
edilmiştir. Yapılan çalışma, keyfi şekilli dielektrik malzemeler ile yüklenmiş
dalga kılavuzlarının modal analizi için temel oluşturmaktadır. Ele alınan
yöntemin doğrulanması için hem ticari paket programlar kullanılmış, hem de
ölçüm yapılmıştır.

Keywords

dikdörtgen dalga kılavuzu, modal analiz, genelleştirilmiş saçılma matrisi

Determination of Scattering Parameters for Waveguides Loaded with Arbitrarily Shaped Dielectric Materials

Abstract

In the most general case,
arbitrarily dielectric loaded rectangular waveguides allow the excitation of TE
and TM modes. In this study, TE mode extraction for arbitrarily shaped,
non-magnetic, dielectric loaded rectangular waveguide is analyzed as a first
step. Longitudinal component of magnetic field on the discontinuity junctions
of the dielectric obstacle is of TE type modes, inherently. Hence, TE type
modes can be extracted from the data of longitudinal magnetic components. By
this means, extraction of dominant mode is performed and scattering parameters
of the analyzed cases are obtained. This study is a basis for the analysis of a
complete modal analysis of dielectric loaded waveguides. Validation of the
proposed approach is carried out by a commercial software and measurement
results.

Keywords

rectangular waveguide, modal analysis, generalized scattering matrix

References

• [1] F. Arndt, A. Frye, M. Wellnitz ve R. Wirsing, "Double Dielectric-Slab-Filled Waveguide Phase Shifter," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 33, no. 5, pp. 373-381, May 1985.
• [2] M. Khalaj-amirhosseini, “Wideband Differential Phase Shifters Using Waveguides Filled by Inhomogeneous Dielectrics,” Prog. Electromagn. Res. pp. 1513–1516, 2009.
• [3] S. Şimşek, E. Topuz, ve E. Niver, “A novel design method for electromagnetic bandgap based waveguide filters with periodic dielectric loading,” AEU - Int. J. Electron. Commun., vol. 66, no. 3, pp. 228–234, 2012.
• [4] Aydogan, A.; Akleman, F., "Dielectric Loaded Waveguide Filter Design," 2016 International Symposium on Fundamentals of Electrical Engineering (ISFEE), Bucharest, 2016
• [5] Leviatan, Y. ve Sheaffer, G. S., 1987. Analysis of inductive dielectric posts in rectangular waveguide, IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 35, 48-59.
• [6] C. Bachiller, "Hybrid Mode Matching Method for the Efficient Analysis of Metal and Dielectric Rods in H Plane Rectangular Waveguide Devices," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 58, no. 12, pp. 3634-3644, Dec. 2010.
• [7] Simsek, S.; Topuz, E., "Some Properties of Generalized Scattering Matrix Representations for Metallic Waveguides With Periodic Dielectric Loading," Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on , vol.55, no.11, pp.2336,2344, Nov. 2007
• [8] W. K. McRitchie ve M. M. Z. Kharadly, "Properties of interface between homogeneous and inhomogeneous waveguides," in Electrical Engineers, Proceedings of the Institution of, vol. 121, no. 11, pp. 1367-1374, November 1974.
• [9] J. J. H. Wang, "Analysis of a Three-Dimensional Arbitrarily Shaped Dielectric or Biological Body Inside a Rectangular Waveguide," in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 26, no. 7, pp. 457-462, Jul 1978.