Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2016, № 12 · RADIO WAVE PROPAGATION

Метод анализа характеристик круглых многослойных волноводов на основе модели эквивалентных радиальных линий передачи

E.E. Malov1, I.E. Mitelman1

1 Институт радиоэлектроники и информационных технологий Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Russia
Full text (PDF) EDN YFYPCJ

Abstract

Circular multilayered waveguides are often used as parts of various devices of the microwave and EHF ranges. The layered structure of the filling of a waveguide allows more flexibility to configure and optimize the parameters of the device. In a waveguide with inhomogeneous cross section, one can obtain different cutoff frequencies of modes than the cutoff frequency of the hollow waveguide. This article describes a new method of obtaining the dispersion characteristics of radially inhomogeneous circular waveguides based on the use of conditions of the transverse resonance in equivalent radial transmission lines. The proposed method is effective for the preparation of the dispersion equations, as it uses the theory of microwave circuits and recursive expressions instead of directly solving the system of equations that are boundary conditions between layers.

  • circular waveguide
  • phase constant
  • wave number
  • attenuation
  • inhomogeneous transmission line
Аннотация (на русском)

Метод анализа характеристик круглых многослойных волноводов на основе модели эквивалентных радиальных линий передачи

Круглые многослойные волноводы часто используют как части различных устройств СВЧ и КВЧ диапазонов. Слоистая структура заполнения волновода позволяет более гибко настраивать и оптимизировать параметры устройства. В волноводе с неоднородно заполненным поперечным сечением можно получить критические частоты собственных волн, отличные от критических частот в полом волноводе. В настоящей статье описан новый способ получения дисперсионных характеристик радиально неоднородно заполненных круглых волноводов, основанный на применении условий поперечного резонанса в эквивалентных радиальных линиях передачи. Предлагаемый метод эффективен при составлении дисперсионных уравнений, так как он использует описание теории микроволновых цепей и рекуррентные выражения вместо прямого решения системы уравнений граничных условий.

For citation

Malov E.E., Mitelman I.E. Метод анализа характеристик круглых многослойных волноводов на основе модели эквивалентных радиальных линий передачи // Journal of Radio Electronics. – 2016. – No. 12.

References

  1. Kiang, Jean-Fu "Axisymmetric modes in an inhomogeneous circular waveguide" (1996) IEEE Antennas and Propagation Society, AP-S International Symposium (Digest), Vol. 2, pp. 976-979.
  2. Мительман Ю.Е., Шабунин С.Н. Определение постоянных распространения в круглом слоистом волноводе. Вестник УГТУ-УПИ. Серия радиотехническая. Теория и практика радиолокации земной поверхности. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. № 19 (71). С. 165-169.
  3. Князев С.Т., Мительман Ю.Е., Шабунин С.Н. Применение аппарата функций Грина радиально слоистых структур к решению задач возбуждения, излучения и дифракции волн. Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2010. Т. 13. № 4. С. 31-37.
  4. Knyazev, S., Lesnaya, L., Shabunin, S. "Green's functions of multilayered cylindrical structures and their application for radiation, propagation and scattering problems solving" (2011) SBMO/IEEE MTT-S International Microwave and Optoelectronics Conference Proceedings, pp. 748-752.
  5. Abdullin, R.R., Mitelman, Yu.E. "Using of partially filled rectangular waveguide for leaky-wave antenna design" CriMiCo 2014 - 24th International Crimean Conference Microwave and Telecommunication Technology, Conference Proceedings, pp. 543-544.
  6. Abdullin, R.R., Mitelman, Y.E., Shabunin, S.N. "Velocity factor of leaky-wave antenna based on partially filled rectangular waveguide" 2014 12th International Conference on Actual Problems of Electronic Instrument Engineering, APEIE 2014 - Proceedings, pp. 406-409.
  7. Tsandoulas, G.N.; Ince, W.J. "Modal Inversion in Circular Waveguides - Part I: Theory and Phenomenology" Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on, 1971, Vol. 19, Iss. 4. Pp. 386 - 392.