Propagation Characteristics of Rectangular Waveguide with Elliptical Conducting Post

타원형 금속봉이 있는 구형 도파관의 전파특성

  • 김원기 (호서대학교 반도체 제조장비 국산화연구센터) ;
  • 이창언 (아주대학교 전자공학부) ;
  • 김상태 (한국산업기술평가원) ;
  • 설용태 (호서대학교 반도체 제조장비 국산화연구센터) ;
  • 신철재 (아주대학교 전자공학부)
  • Published : 2003.04.01

Abstract

In this paper, scattering characteristics of the rectangular waveguide with elliptical conducting post and equivalent impedance of post are analyzed by mode matching method and generalized scattering method. The scattcring characteristics of rectangular waveguide are varied by the height and eccentricity of elliptical conducting post. When the height of post(2.54mm, 4mm) is small, variation in scattering characteristics appears in total simulated frequency. But as the height of post(7.62mm, 9mm) is increased, it is dominant in higher frequency. The simulated result shows good agreement with the HFSS's result. Proposed structure and analysis method are easily applied to the design and manufacture of waveguide component with elliptical conducting post.

본 논문에서는 내부의 타원형 금속봉에 의한 구형 도파관의 산란 특성과 금속봉의 등가 임피던스를 모드매칭법과 일반 산란계수법을 사용한 수치적 방법으로 해석하였다. 타원형 금속봉에 의한 구형 도파관의 산란특성은 봉의 이심률과 높이에 따라 미세하게 변화되고 있으며, 봉의 높이가 낮은 경우(w.54mm, 4mm) 구형 도파관의 산란 특성 변화는 전체 주파수 대역에서 나타나는 반면, 봉의 높이가 높아질수록(7.62mm, 9mm) 이러한 특성의 변화는 높은 주파수 대역에서 뚜렷해짐을 알 수 있었다. 계산결과는 HFSS와 비교하여 잘 일치하였다. 본 논문에서 제시한 구조와 해석법은 튜닝 소자로 타원의 원통형 금속봉을 사용하는 도파관 관련 부품의 설계와 제작에 쉽게 이용될 수 있다.

Keywords

References

  1. A. S. Omar and K. Schuneman, 'Scattering by material and conducting bodies inside waveguides,' IEEE Trans. MicrowaveTheory Tech. vol. MTT-34, pp. 266-271,Feb. 1986 https://doi.org/10.1109/TMTT.1986.1133321
  2. R. Gesche and N. Lochel, 'Scattering bya lossy dielectric cylinder in rectangularwaveguide,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech.., vol. 36, pp. 137-144, Jan. 1988 https://doi.org/10.1109/22.3493
  3. H. W. Yao, K. A. Zaki, A. E. Atia, andR. Hershtig, 'Full wave modeling of conducting posts in rectangular waveguides and its application to slot coupled comblinefilter,' IEEE Trans. Microwave TheoryTech., vol. 43, pp. 2824-2830, Dec. 1995 https://doi.org/10.1109/22.475641
  4. N. Marcuvitz, Waueguide Handbook, Boston : Boston Technical Publishers, 1951
  5. R.Coccioli, A.Monni, G.Pelosi and T.Rozzi,Design of ToleranceUCorrected Filters Emp- loying Half-Cylinder Posts,' IEEE Trans. Microwave Theory Tecfi, vol. 46, pp.116-118, Jan. 1998 https://doi.org/10.1109/22.654930
  6. H. Auda and R. F. Harrington, 'Inductiveposts and diaphragms of arbitrary shape and number in a rectangular waveguide,'IEEE Trans. Microwave Theory Tech, vo1. 32, pp. 606-613, Jun. 1984 https://doi.org/10.1109/TMTT.1984.1132736
  7. J. M. Reiter and F. Amdt, 'A boundary contour modeUmatching method for the rigorous analysis of cascaded arbitrarily shapedHUplane discontinuities in rectangular waveguides,' IEEE Trans. Microwaue Theo ry Tech., vol. 2, pp. 403-405, Oct. 1992
  8. M. Okoniewski and J. Mazur, 'An accurate field matching analysis of waveguides of complex cross-sectional geometry loadedwith magnetized ferrite rods,' IEEE Tra"s. Micro wave Theory Tech, vol. 43, pp.880-886, Apr. 1995 https://doi.org/10.1109/22.375238
  9. B. N. Das and K. V. S. Rao, 'Analysis ofan elliptical conducting rod between parallel ground planes by conformal mapping,'IEEE Trans. Microwave Theory Tech, vo1. 30, pp. 1079-1085, July. 1982 https://doi.org/10.1109/TMTT.1982.1131199
  10. P. Bhartia and K. V. S. Rao, 'Analysis of edge coupled elliptical (Oval) rods between infinite ground planes,' IEEE Trans.Microwave Theory Tech, vol. 37, pp. 1260-1263, Aug. 1989 https://doi.org/10.1109/22.31090
  11. E. Yamashita, K. Atsuki, O. Hashimoto and K. Kamijo, 'Modal analysis of homogeneous optical fibers with deformed boundaries,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech, vol. 27, pp. 352-356, Apr. 1979 https://doi.org/10.1109/TMTT.1979.1129629
  12. E. Yamashita, K. Atsuki and Y. Nishino, Composite dielectric waveguides with twoelliptic-cylinder boundahes,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech, vol. 29, pp. 987U989, Sep. 1981 https://doi.org/10.1109/TMTT.1981.1130486
  13. E. Rothwell and L. L. Frasch, "Propagation characteristics of dielectric rod loaded waveguides,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 36, pp. 594-600, Mar. 1988 https://doi.org/10.1109/22.3554
  14. E. Yamashita, K. Atsuki and R. Kuzuys, Composite dielectric waveguides,' IEEETrans. Microwaue Theory Tech., vol. 28,pp. 986-990, Sep. 1980 https://doi.org/10.1109/TMTT.1980.1130207
  15. A. S. Omar and K. Schunemann, Transmission matrix representation of fin line discontinuties,' IEEE Trans. Micro wave Theory Tech, vol. MTT-33, pp. 765-770, Sep. 1985 https://doi.org/10.1109/TMTT.1985.1133124
  16. Morse and Feshbach, Method of TheoreticaI Physics, New York : McGRAW-HILL, 1953
  17. 김윈기, 양기덕, 김민택, 박익모, 신철재, '2개의 불연속 구조물을 갖는 도파관의 임피더스 계산', 한국전자파학회논문지,8권 5호, pp.462-475, 1997.10
  18. 김원기, 이진택, 설용태, 신철재, '2개의 원통도체로 구성된 봉이 있는 구형 도파관의 산란특성', 한국통신학회논문지,27권 11호, pp.1046-1054, 2002.11