Метод поперечного резонансу для аналізу симетричного шлейфу у смужковій лінії передачі
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2023.92.5-11Ключові слова:
Мікросмужкова лінія, Розімкнений шлейф, Метод поперечного резонансу, Резонансні частоти, Матриця розсіянняАнотація
Розімкнені або короткозамкнені шлейфи у смужковій (або мікросмужковій) лінії передачі є одними з найпоширеніших елементів планарних схем, що використовуються у численних пристроях мікрохвильового діапазону частот. Сучасні планарні схеми мікрохвильового діапазону містять вже шлейфи складної форми та складний рисунок (pattern) всередині самої мікросмужкової лінії. Тому актуальною задачею є розробка методу аналізу неоднорідностей типу замкненого або розімкненого шлейфу у мікросмужковій лінії передачі на частотах, на яких теорія довгих ліній вже має суттєві похибки і вже треба враховувати високочастотні (крайові) ефекти. Серед існуючих методів аналізу неоднорідностей виділяється метод поперечного резонансу, за яким неоднорідності у планарних схемах аналізуються цілком, без розбиття вихідної області на часткові області.
В роботі наведено методику розрахунку характеристик розсіяння на симетричному мікросмужковому шлейфі за методом поперечного резонансу. Розв’язано крайові задачі для прямокутного об’ємного резонатору на базі мікросмужкової лінії передачі із симетричним розімкненим шлейфом для трьох різних граничних умов у площині симетрії та на поздовжніх границях. Для алгебраїзації крайових задач на власні частоти резонатору із неоднорідністю побудовано відповідні двовимірні функції магнітного потенціалу, через які розраховуються компоненти густини струму на смужці. Функції магнітного потенціалу були записані через розкладання їх у ряди за ортогональними поліномами Чебишова, які враховують поведінку поля на тонкому ребрі та забезпечують швидку збіжність самих рядів та алгоритму в цілому. Побудовані алгоритми протестовані за допомогою розрахунку характеристик розсіяння мікросмужкового шлейфу за методом поперечного резонансу на прикладі планарної структури із симетричним розімкненим шлейфом у мікросмужковій лінії передачі із частотою резонансного відбиття близько 3.0 ГГц. Крім того, метод був протестований на прикладі чисельних розрахунків залежності частот резонансного відбиття розімкненого шлейфу від його ширини.
Посилання
References
Yang, S., Zhang, L., Chen, Y., Li, B. and Wang, L. (2022). Analysis of Septuple-Band NGD Circuit Using an E-Shaped Defected Microstrip Structure and Two T-Shaped Open Stubs. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 70, No 6, pp. 3065–3073. DOI: 10.1109/TMTT.2022.3164873.
Martín, F., Falcone, F., Bonache, J., Lopetegi, T., Laso, M. A. G. and Sorolla, M. (2003). New CPW low-pass filter based on a slow wave structure. Microw. Opt. Technol. Lett., Vol. 38, pp. 190–193. DOI: 10.1002/mop.11011.
Boutejdar, A., Omar, A., Batmanov, A. and Burte E. (2009). Design of Compact Low-pass Filter with With Wide Rejection Band Using Cascaded Arrowhead-DGS and Multilayer-Technique. 2009 German Microwave Conference, InTech Publisher, pp. 1–4. DOI: 10.1109/GEMIC.2009.4815903.
Yaqeen, S. Mezaal, Seham, A. Hashim, Aqeel, H. Al-fatlawi, Hussein, A. Hussein. (2018). New Microstrip Diplexer for Recent Wireless Applications. International Journal of Engineering & Technology, V. 7, N. 3.4, p. 96–99. DOI: 10.14419/ijet.v7i3.4.16754.
Fan, L., Qian, H. J., Yangl, B., Wang, G. and Luo, X. (2018). Filtering Power Divider with Wide Stopband Using Open-Stub Loaded Coupled-Line and Hybrid Microstrip T-Stub/DGS Cell. 2018 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium – IMS, pp. 1–4. DOI: 10.1109/MWSYM.2018.8439433.
Amit A. Deshmukh, Ankit G., Harsh C., Rahil S., Sneha S., Ray K. P. (2012). Analysis of Stub Loaded Circular Microstrip Antennas. 2012 International Conference on Advances in Computing and Communications, pp. 282–285. DOI: 10.1109/ICACC.2012.65.
Deb Roy, S., Batabyal, S., Chakraborty, S., Chakraborty, M. and Bhattacharjee, A. K. (2018). Control of Higher Order Modes and Their Radiation in Microstrip Antenna Using Extremely Compact Defected Ground Structure & Symmetric Stub. 2018 2nd International Conference on Electronics, Materials Engineering & Nano-Technology (IEMENTech), pp. 1–5. DOI: 10.1109/IEMENTECH.2018.8465287.
Henderson, K. Q., Latif, S. I., Lazarou, G., Sharma, S. K., Tabbal, A. and Saial, S. (2018). Dual-Stub Loaded Microstrip Line-Fed Multi-Slot Printed Antenna for L TE Bands. 2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting, pp. 1743–1744. DOI: 10.1109/APUSNCURSINRSM.2018.8608453.
Sorrentino, R. (1989). Transverse Resonance Technique. In Numerical Techniques for Microwave and Millimeter-Wave Passive Structures, ch. 1L, T. Itoh, Ed., Wiley, New York, 707 p.
Uwano, T., Sorrentino, R. and Itoh, T. (1987). Characterization of Strip Line Crossing by Transverse Resonance Analysis. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 35, No. 12, pp. 1369–1376. DOI: 10.1109/TMTT.1987.1133862.
Alessandri, F., Baini, G., D'Inzeo G. and Sorrentino, R. (1992). Conductor loss computation in multi conductor MIC's by transverse resonance technique and modified perturbational method. IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 2, No. 6, pp. 250–252. DOI: 10.1109/75.136522.
Bornemann, J. (1991). A Scattering-Type Transverse Resonance Technique for the Calculation of (M) MIC Transmission Line Characteristics. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 39, pp. 2083–2088. DOI: doi.org/10.1109/22.106550.
Schwab, W., Menzel, W. (1985). On the design of planar microwave components using multilayer structures. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniquess, Vol. 33, pp. 38–43. DOI: 10.1109/22.108324.
Tao, J.-W. (1992). A modified transverse resonance method for the analysis of multilayered, multiconductor quasiplanar structures with finite conductor thickness and mounting grooves. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniquess, Vol. 40, No. 10, pp. 1966–1970. DOI: 10.1109/22.159636.
Green, H. E. (1989) Determination of the cutoff of the first higher order mode in a coaxial line by the transverse resonance technique. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniquess, Vol. 37, No. 10, pp. 1652–1653. DOI: 10.1109/22.41018.
Barlabe, A., Comeron, A. and Pradell, L. (2000). Generalized transverse resonance analysis of planar discontinuities considering the edge effec. IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 10, No. 12, pp. 517-519. DOI: 10.1109/75.895088.
Varela, J. E. and Esteban, J. (2011). Analysis of Laterally Open Periodic Waveguides by Means of a Generalized Transverse Resonance Approach. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 59, No. 4, pp. 816-826. DOI: 10.1109/TMTT.2011.2111379.
Rassokhina, Yu. V., Krizhanovski, V. G. (2009). Periodic Structure on the Slot Resonators in Microstrip Transmission Line. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 57, No. 7, pp. 1694–1699. DOI: 10.1109/TMTT.2009.2022814.
Rassokhina, Yulia V., Krizhanovski, Vladimir G. (2018). The microstrop line step discontinuity analysis by transverse resonance technique: Method of boundary value problem algebraization. 2018 14th International Conference on Advanced Trends in Radioelecrtronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), pp. 632–636. DOI: 10.1109/TCSET.2018.8336281.
Rassokhina, Yu. V., Krizhanovski, V. G. (2019). The microstrop step discontinuity analysis by transverse resonance technique: method of boundary value problem algebraization. Radiotekhnika: All-Ukr. Sci. Interdep. Mag., 2019, № 196, pp. 117–129.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Юлія Рассохіна, Володимир Крижановський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
