Polarization selector on waveguides partially filled bydielectric

• Autorzy: Pochernyaev Vitaly , Syvkova Nataliia , Mahomedova Mariia

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.6340

Warianty tytułu

PL

Selektor polaryzacji na falowodach częściowo wypełnionych dielektrykiem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article, a polarization selector,which based on waveguides partially filled by dielectric has been developed and investigated. An analysis of the designs of polarization selectors on empty waveguides was carried out. The developed design of the polarization selector is based on square waveguides partially filled by dielectric in the form of an E-tee. The main and side waveguides of the E-tee include metal gratings with mutually perpendicular conductors. The dielectric plates have a square cross-section and extend between the second and third conductors of metal grids, which located in the main and side waveguides. The article presents the normalized conductivity for such an E-tee, through which the standing wave coefficientis determined. The normalized conductivity of the E-tee consists of the reactive conductivity of the joint of the side square waveguide partially filledby dielectric, the reactive conductivity of the joint of the mainsquare waveguide partially filled by dielectric, reactive conductivity of grids in side and main waveguide partially filled by dielectric. These conductivities are determined through the corresponding transformation coefficients, which are combinations of selected coordinate functions and the electrical transverse and magnetic transverse eigenvector functions of a waveguide partially filled by dielectric.The transverse electric and transverse magnetic eigenvector functions of a waveguide partially filled by dielectric are expressed throughthe Mathieu functions and their derivatives. Numerical results wereobtained for the reactive conductivities of gratings from the ratio of the thicknessof the grating rod to the size of the wall of a square waveguide for different normalized wavelengths. The results were obtained both for a gridwith equal distances between the rods and for unequalspaced rods.

PL

W niniejszym artykule opracowano i zbadano selektor polaryzacji oparty na falowodach częściowo wypełnionych dielektrykiem. Przeprowadzono analizę konstrukcji selektorów polaryzacji na pustych falowodach. Opracowany projekt selektora polaryzacji oparty jestna kwadratowych falowodach częściowo wypełnionych dielektrykiem w postaci E-trójnika. Główny i boczne falowody E-trójnika zawierają metalowe kraty z wzajemnie prostopadłymi przewodnikami. Płytki dielektryczne mają kwadratowy przekrój poprzeczny i rozciągają się między drugim i trzecim przewodnikiem metalowych siatek, które znajdują się w głównym i bocznych falowodach. W artykule przedstawiono znormalizowaną przewodnośćdla takiej płytki E-trójnika, za pomocą której określa się współczynnik fali stojącej. Znormalizowana przewodność E-trójnika składa się z przewodności biernej złącza bocznego falowodu kwadratowego częściowo wypełnionego dielektrykiem, przewodności biernej złącza głównego falowodu kwadratowego częściowo wypełnionego dielektrykiem, przewodności biernej siatek w falowodzie bocznym i głównym częściowo wypełnionych dielektrykiem. Przewodności te są określane za pomocą odpowiednich współczynników transformacji, które są kombinacjami wybranych funkcji współrzędnychoraz elektrycznych poprzecznych i magnetycznych poprzecznych funkcji wektora własnego falowodu częściowo wypełnionego dielektrykiem. Poprzeczne elektryczne i poprzeczne magnetyczne funkcje wektora własnego falowodu częściowowypełnionego dielektrykiem są wyrażone za pomocą funkcji Mathieu i ich pochodnych. Uzyskano wyniki numeryczne dla przewodności biernej siatek na podstawie stosunku grubości pręta siatki do rozmiaru ściany kwadratowego falowodu dla różnych znormalizowanychdługości fal. Wyniki uzyskano zarówno dla siatki o równych odległościach między prętami,jak i dla prętów o nierównych odstępach.

Słowa kluczowe

EN

polarization selector; waveguide partially filled by dielectric; standing wave coefficient; transverse electric eigenvector function; transverse magnetic eigenvector function

PL

selektor polaryzacji; falowód częściowo wypełniony dielektrykiem; współczynnik fali stojącej; poprzeczna elektryczna funkcja wektora własnego; poprzeczna magnetyczna funkcja wektora własnego

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2024
• Tom: T. 14, nr 4
• Strony: 28--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wykr.

Twórcy

autor

Pochernyaev Vitaly

• National Academy of Security Service of Ukraine,Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-7130-8668

autor

Syvkova Nataliia

• National Academy of Security Service of Ukraine,Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-4934-4109

autor

Mahomedova Mariia

• Kyiv Professional College of Communications, Kyiv, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-1936-5555

Bibliografia

• [1] Cheng G. et al.: A Stacked Circularly Polarized Filtering Antenna With Crossed Slot. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. 2023, 22(12), 2935–2939.
• [2] Handbook: Digital Radio-Relay Systems. ITU Radiocommunication Bureau, Geneva, 1996.
• [3] He Y. et al.: Dual-Polarized Filtering Antenna Array for 5G Base Station Applications. International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT). China, Harbin, 2022, 1–3 [https://doi.org/10.1109/ICMMT55580.2022.10022492].
• [4] Huang K. et al.: Dual-Polarized Filtering Antenna Based on a Second-Order SIR Filter. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 23(1), 2024, 154–158.
• [5] Jia Q., Ding S., Zhu Z., Wang B.: A Multifunctional Broadband Linear-Circular Polarization Conversion Transmission Metasurface. International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT). China, Qingdao, 2023, 1–3 [https://doi.org/10.1109/ICMMT58241.2023.10277184].
• [6] Kantor L. Ya. (red.): Sputnykovaya svyaz’ y veshchanye: Spravochnyk. Radyo y svyaz. Moscow 1988.
• [7] Li H.-M. et al.: Compact Broadband Filtering Differential Dielectric Resonator Antenna for Dual-Polarized Applications. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 23(1), 2024, 384–388 [https://doi.org/10.1109/LAWP.2023.3325411].
• [8] Nickel M. et al.: A liquid crystal based tunable polarization selector in a microwave imaging radiometer. 11th German Microwave Conference (GeMiC). Germany, Freiburg, 2018, 91–94 [https://doi.org/10.23919/GEMIC.2018.8335036].
• [9] Pochernyaev V. M., Povkhlib V. S.: Mobil’na tsyfrova troposferno-radioreleyna stantsiya. Ukrainian Patents Database. Patent number: 112217 C2. app. 12.09.2014, publ. 10.08.2016 [https://ua.patents.su/10-112217-mobilna-cifrova-troposferno-radiorelejjna-stanciya.html].
• [10] Pochernyaev V. M., Povkhlib V. S.: Mobil’na tsyfrova troposferno-radioreleyna stantsiya. Ukrainian Patents Database. Patent number: 126203 C2. app. 17.01.2020, publ. 10.08.2020.
• [11] Pochernyaev V. M., Tsybizov K. M.: Teoriya skladnykh khvylevodiv. Naukovyy svit, 2003.
• [12] Skovorodnikov S. V., Sinyaev Y. A.: Application of Higher-order Wave Modes Filter for Measurement of Phased Antenna Array Elements. Antennas Design and Measurement International Conference (ADMInC). Russian Federation, Saint Petersburg, 2021, 61–63 [https://doi.org/10.1109/ADMInC54110.2021.9671007].
• [13] Song X., Wu X., Hu Y.: Planar circularly polarization filter antenna design for the 2.4GHz Bluetooth band. International Applied Computational Electromagnetics Society Symposium (ACES-China). China, Xuzhou, 2022, 1–4 [https://doi.org/10.1109/ACES-China56081.2022.10064915].
• [14] Wang J. et al.: A Wideband Circularly Polarized Filtering Antenna Based on Slot-Patch Structure. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 22(8), 2023, 1858–1862.
• [15] Wang W. et al.: Circularly Polarized Patch Antenna With Filtering Performance Using Polarization Isolation and Dispersive Delay Line. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 19(8), 2020, 1457– 1461.
• [16] Xu T. et al.: A Wideband Circularly Polarized Filtering Patch Antenna With Strip Network. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters 22(12), 2023, 2826–2830.
• [17] Yang S. J., Zhang X. Y.: Millimeter-Wave Dual-Polarized Filtering Antenna Design for 5G AiP Application. IEEE MTT-S International Microwave Filter Workshop (IMFW). Italy, Perugia, 2021, 159–161 [https://doi.org/10.1109/IMFW49589.2021.9642335].
• [18] Yuan H., Chen F.-C., Chu Q.-X.: A Wideband and High Gain Dual-Polarized Filtering Antenna Based on Multiple Patches. IEEE Transactions on Antennas and Propagation 70(10), 2022, 9843–9848 [https://doi.org/10.1109/TAP.2022.3177494].
• [19] Zhai J. H., Jing Xiao Z., Cao Y. F.: Millimeter-Wave Wideband Circularly Polarized Filtering Antenna for Satellite Communication. 16th UK-Europe-China Workshop on Millimetre Waves and Terahertz Technologies (UCMMT). China, Guangzhou, 2023, 1–3 [https://doi.org/10.1109/UCMMT58116.2023.10310621].
• [20] Zhang P.-P. et al.: Design of Single-Layer Circularly Polarized Filtering Reflectarray Antenna. IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS). China, Qingdao, 2023, 1–3 [https://doi.org/10.1109/IWS58240.2023.10222869].
• [21] Zhao W. et al.: A Millimeter-Wave Dual-Polarized Filtering Patch Antenna Array Supported by High-Order SIW Cavity. IEEE 5th International Conference on Electronic Information and Communication Technology (ICEICT). China, Hefei, 2022, 412–414 [https://doi.org/10.1109/ICEICT55736.2022.9909079].
• [22] Zheng Y. Y. et al.: A Compact Full-metal Circularly Polarized Filtering Antenna with an Embedded Metasurface. IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications (IMWS-AMP). China, Guangzhou, 2022, 1–2 [https://doi.org/10.1109/IMWS-AMP54652.2022.10106855].
• [23] Zhong X. et al.: Circularly Polarized Filtering Antenna Based on Integrated Substrate Gap Waveguide. IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS). China, Nanjing, 2021, 1–3 [https://doi.org/10.1109/IWS52775.2021.9499709].
• [24] Zhou J. et al.: A Wideband Circularly Polarized Filtering Antenna Based on Stacked Patch Structure. IEEE MTT-S International Microwave Workshop Series on Advanced Materials and Processes for RF and THz Applications (IMWS-AMP). China, Chengdu, 2023, 1–3 [https://doi.org/10.1109/IMWS-AMP57814.2023.10381421].