Tem dalgasının dışarıdaki iletkeni üzerinde dielektrik malzeme yüklü oyuk bulunan koaksiyel dalga kılavuzundan saçılımının wiener-hopf yöntemi ile analizi
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 944316
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FERAY HACIVELİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Matematik, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Matematik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 36
Özet
Süreksizlik içeren koaksiyel dalga kılavuzlarında elektromanyetik dalgaların saçıl- ması, hem teorik hem de uygulamalı elektromanyetik alan teorisi açısından önemli bir araştırma konusudur. Bu tür yapılar, mikrodalga mühendisliği, radar sistemleri, haber- leşme teknolojileri, ölçüm aygıtları ve dalga kılavuzu tabanlı filtre tasarımlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle yüksek frekanslı devre tasarımlarında karşılaşılan yansıma problemleri, bu yapıların analitik olarak incelenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu tez çalışmasında, dış iletken yüzeyinde dielektrik malzeme ile kaplı yarı-sonsuz bir oyuk bulunan koaksiyel dalga kılavuzuna gelen TEM düzlemsel dalganın saçılması problemi ele alınmıştır. Problemin matematiksel modeli, Helmholtz denklemi ve bu denkleme ait karma sınır koşullarıyla oluşturulmuştur. Ardından, çözüm sürecinde Fourier dönüşümü kullanılarak problem reel düzlemden kompleks frekans düzlemine taşınmış ve bu sayede Wiener– Hopf yönteminin uygulanmasına olanak tanınmıştır. Elde edilen integral denklem, Wiener–Hopf yönteminin klasik adımları olan çarpanlara ayırma ve analitik düzlemlerde ayrıştırma teknikleriyle çözümlenmiştir. Bu ayrıştırma işlemi sonrasında elde edilen ifadeler, Liouville Teoremi kullanılarak sabit bir fonksiyona indirgenmiş ve çözüm reel düzleme geri taşınmıştır. Analitik olarak elde edilen iletim katsayısı, farklı fiziksel parametrelere bağlı olarak detaylı biçimde analiz edilmiştir. Bu kapsamda, oyuk derinliği, basamak yüksekliği ve oyuk içerisine yerleştirilen dielektrik malzemenin bağıl geçirgenliği gibi parametrelerin iletim karakteristiği üzerindeki etkileri grafiksel olarak ortaya konmuştur. Özellikle belirli frekans aralıklarında iletim katsayısının ciddi oranda azaldığı ve yapının bir bant durdurucu filtre gibi davranabildiği gözlemlenmiştir. Ayrıca, elde edilen sonuçların parametrik hassasiyeti analiz edilerek, yapının tasarımına ilişkin pratik mühendislik çıkarımları da sunulmuştur. Bu durum, yalnızca teorik katkı sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda gerçek sistemlerin performans öngörüsü açısından da önemli avantajlar sunmaktadır. Elde edilen sonuçlar, saçılma problemlerinin analitik çözümünde Wiener–Hopf yön- teminin etkinliğini göstermekte; mikrodalga aygıt tasarımı, filtre optimizasyonu ve elektromanyetik uyumluluk gibi ileri mühendislik uygulamalarına katkı sağlamaktadır. Bu tez Gebze Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi Koordinatörlüğü tarafından desteklenmektedir. Proje no: BAP 2023-A-101-09.
Özet (Çeviri)
The scattering of electromagnetic waves in coaxial waveguides with discontinuities is a significant research topic in both theoretical and applied electromagnetic field theory. Such structures are widely used in microwave engineering, radar systems, commu- nication technologies, measurement devices, and waveguide-based filter designs. In particular, reflection problems encountered in high-frequency circuit designs necessitate the analytical investigation of these structures. In this thesis, the scattering of a TEM plane wave incident on a coaxial waveguide with a semi-infinite groove loaded with dielectric material on the outer conductor surface is analyzed. The mathematical model of the problem is constructed using the Helmholtz equation and the associated mixed boundary conditions. In the solution process, Fourier transform is applied, transferring the problem from the real domain to the complex frequency domain, which enables the application of the Wiener–Hopf method. The resulting integral equation is solved by following the classical steps of the Wiener–Hopf technique, namely factorization and analytic separation in upper and lower complex half-planes. After this separation, the expressions are reduced to a constant function using Liouville's theorem, and the solution is transformed back into the real domain. The analytically obtained transmission coefficient is examined in detail based on various physical parameters. In this context, the effects of groove depth, step height, and the relative permittivity of the dielectric material inside the groove on the transmission characteristics are illustrated graphically. It is observed that the transmission coefficient significantly decreases at certain frequency intervals, indicating that the structure can behave like a band-stop filter. Furthermore, a parametric sensitivity analysis of the ob- tained results is conducted to provide practical engineering insights related to the design of such structures. This not only contributes theoretically but also offers substantial advantages for predicting the performance of real systems. The results demonstrate the effectiveness of the Wiener–Hopf method in solving scat- tering problems analytically. The outcomes of this study are expected to contribute to advanced engineering applications such as microwave device design, filter optimization, and electromagnetic compatibility. This thesis is supported by the Scientific Research Projects Coordination Unit of Gebze Technical University. Project No: BAP 2023-A-101-09.
Benzer Tezler
- Frekans seçici yüzeyler kullanılarak horn filtenna tasarımı
Design of horn filtenna using frequency selective surfaces
ZAFAR SHARIPOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET SERDAR TÜRK
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Analysis of electromagnetic wave propagation in coaxial waveguides with impedance coated step discontinuity
Empedans kapli basamak süreksizliğine sahip koaksiyel dalga kilavuzlarinda elektromanyetik dalga yayiliminin analizi
ZEYNEP SAZAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
MatematikGebze Teknik ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA ÖZTÜRK
- İki boyutlu (2D) analiz ile baraj yıkılma taşkınının havza üzerinde incelenmesi: Melen çayı örneği
Investigation of dam break flood in the basin using two dimensional (2D) analysis: Melen river study
GÖKAY GÜNDÜZALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET SANDALCI
- Darbeli detonasyon motoru (DDM) ile farklı konfigürasyonlarda detonasyon dalgası oluşturma
Creating detonation wave in different configurations with pulsed detonation engine (PDE)
ALİ CEM BULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÇAKAN
PROF. DR. ONUR TUNÇER
- Sinüzoidal kırışık duvarlı yarı-sonsuz paralel plakalı dalga kılavuzundan TEM modunda elektromanyetik dalgaların ışınımı
TEM mode electromagnetic wave radiation from semi-infinite parallel plate waveguide with sinusoidal wall corrugation
EKİN ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMustafa Kemal ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAKUP HAMEŞ