Scattering of plane waves by corrugated surfaces
Düzlemsel dalgaların oluklu yapılardan saçılması
- Tez No: 50343
- Danışmanlar: PROF. DR. A. HAMİT SERBEST
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 49
Özet
ÖZET Oluklu yapılar mikrodalga uygulamalarında geniş bir şekilde kullanılmaktadır. Farklı oluk periyotlu iki oluklu yarı düzlem eklemi dalga kılavuzlarında sık karşılaşılacak yapılardandır. Bu süreksizlik noktasında elektromanyetik dalgaların davra nışı ilginç olacaktır. İlk olarak VVeinsteiu [8], oluklu yapıların yüksek mertebeden sınır koşullan ile simüle edilebileceğini göstermiştir. Bu çalışmada, farklı oluk genişlikli iki oluklu yarı düzlem ekleminden düzlem elektromanyetik dalgaların saçılması incelenmiştir. Bu amaçla, Weisntein tarafından verilen sınır koşullarına dayanarak standard empedans sınır koşulları ile oluklu yapılar simüle edilmektedir. Böylece problem anizotrop iki yan düzlem ekleminden saçılma problemine indirgenmiştir. Daha sonra Fourier Transform Tekniği ile fomıülasyon yapılmış ve tüm teğetsel alan bileşenleri manyetik ve elektrik Hertz vektörleri cinsinden elde edilmiştir. Leontovich sınır koşulları ile dört adet fonksiy onel denklem elde edilmiş, bu denklem takımı Matris Wiener-Hopf metodu ile çözülebilecek forma indirgenmiştir. Matris VViener-Hopf sistemi skaler Wiener-Hopf sistemi ile aynı çözüm pren sibine dayanır. Klasik Wiener-Hopf denklemi, davranışı hakkında bir şey bilin meyen bir çekirdek matrisin, alt ve üst yarı düzlemlerde regüler olan iki ayrı ma trise faktörize edilmesi prensibine dayanır. Çekirdek matris skaler olduğu zaman, Cauchy teoremi yardımıyla faktörizasyon işlemi kolayca yapılabilir. Fakat genelde matrisler komütatif özellik göstermediklerinden, Matris Wiener-Hopf sistemi ko layca çözülemez. Bu çalışmada, Daniele-Khrapkov metodu ile Matris Wiener-Hopf sistemi çözülmüştür. Çözüme giderken karşılaşılan diğer bir zorlukta çekirdek matrisin fiziksel olarak bir anlamı olmayan aşırı yüksek değerler almasıdır. Bu zorlukta, bir polinom matris yardımıyla giderilmektedir. Alan ifadelerinde bulunan spektral fonksiyonlar böylece hesaplanarak integral ifadesi elde edilmiştir. Elde edilen integral çok büyük k değerleri için en dik iniş çizgisi yöntemi ile değerlendirilmiştir. Elde edilen kırman alan ifadesinin geliş açısına göre değişimi incelenmiş ve GTD (Geometrical Theory of Diffrac tion) uygulaması olarak kırınım katsayıları hesaplanmıştır. Buna ilaveten, eklemde uyarılabilecek yüzey dalgaları da incelenmiştir. Sözkonusu yüzey dalgaları elde edilen integral ifadesinin rezidü katkısı ile elde edilmektedir. Oluklu yapının ge ometrik parametrelerinin yüzey dalga hızına etkisi de incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
30 SUMMARY Corrugated surfaces are widely used in microwave applications. Discontinuity formed by two corrugated surfaces with different corrugation widths may be very interesting for waveguides. Weinstein [8] has shown that higher, order impedance boundary conditions can be employed to simulate corrugated surfaces. In this study, scattering mechanism of plane electromagnetic wave at the junc tion of two corrugated half-planes is investigated. First, standard impedance boundary conditions are used to simulate anisotropic corugated half-planes. So the problem is reduced to the discontinuity formed by two anisotropic impedance half planes. The problem is formulated by Fourier Transform technique and all tangential field components are derived from Hertz vector fields. Using Leontovich impedance boundary conditions, four functional equations are obtained and this system of equation is written in Matrix Wiener-Hopf system. The system is also solved in a manner given by [9] and this is carried in Appendix-I. The solution of a Matrix Wiener-Hopf system is identical to the solution pro cedure of a scalar Wiener-Hopf equation. The classical Wiener-Hopf procedure requires the factorization of a kernel matrix which can be faetorized into regular two matrices in lower and upper complex half planes. When the kernel matrix is a scalar, the factorization can easily be carried out by means of Cauchy's theorem. Since a matrix do not form a commutative algebra, standard procedure cannot be operated generally. This is the main source of difficulty in solving matrix Wiener- Hopf equations. Another difficulty comes from the exponential growth of the kernel matrix and this is achieved by introducing a polynomial matrix to ensure the reg ularity condition. Daniele-Khrapkov method is applicable for this kind of problem and here, this method is used. After the necessary spectral coefficients are determined, the resultant integral form of diffracted field is evaluated by the method of steepest descent path (SDP) for large k. This method is very powerful for the integrals to be evaluated in high- frequency electromagnetic techniques. Diffraction coefficients and diffracted fields are determined and the results are given. The residue contribution of the expression inside the resultant integral gives the surface waves. The effect of the geometrical parameters of the structure on the velocity of the surface waves is very important and this is considered. It is shown31 that there is good agreement between the results in literature and those which we obtained. This kind of structure can be used as slow-wave structure in microwave applications.
Benzer Tezler
- Aylık ortalama güneş ışınımı hesaplamalarında ardışık yerine koyma yöntemi
Başlık çevirisi yok
AHMET DURAN ŞAHİN
- Yer radarı ile karstik boşluk araştırmaları
Karstic cavity investigations with ground penetrating radar
MEHMET TUZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKatı Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZİYADİN ÇAKIR
- Kısmi yüklü dalgakılavuzları ile mikrodalga cihazı tasarımının ters saçılma ve optimizasyon problemi olarak incelenmesi
Analysis of partially filled waveguides for the synthesis of microwave devices as an inverse and optimization problem
AHMET AYDOĞAN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
- Optical resonators: Photonic nanojet and whispering gallery mode
Optik rezonatörler: Fotonik nanojet ve fısıldayan galeri modu
IBRAHIM MAHARIQ
Doktora
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMZA KURT