ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΑΙ ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΕΚΚΕΝΤΡΕΣ ΚΥΚΛΙΚΕΣ - ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΕΣ ΚΥΛΙΝΔΡΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΑΓΩΓΩΝ - ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ

Abstract

ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΜΕΛΕΤΑΤΑΙ, Η ΔΙΑΔΟΣΗ ΚΑΙ Η ΣΚΕΔΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΕ ΕΚΚΕΝΤΡΕΣ ΚΥΚΛΙΚΕΣ - ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΕΣ ΚΥΛΙΝΔΡΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ. ΣΤΟ ΠΡΩΤΟ ΜΕΡΟΣ, ΕΞΕΤΑΖΕΤΑΙ Η ΔΙΑΔΟΣΗ ΤΜ ΚΑΙ ΤΕ ΡΥΘΜΩΝ ΣΕ ΤΕΛΕΙΑ ΑΓΩΓΙΜΟΥΣ ΕΚΚΕΝΤΡΟΥΣ ΚΥΚΛΙΚΟΥΣ - ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΔΗΓΟΥΣ. Η ΣΚΕΔΑΣΗ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΑΠΟ ΤΙΣ ΠΡΟΑΝΑΦΕΡΟΜΕΝΕΣ ΚΥΛΙΝΔΡΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ, ΕΞΕΤΑΖΕΤΑΙ ΣΤΟ ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΕΡΟΣ. ΓΙΑ ΤΗΝ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ, Η ΠΡΟΣΠΤΩΣΗ ΘΕΩΡΕΙΤΑΙ ΚΑΘΕΤΗ ΣΤΟΥΣ ΑΞΟΝΕΣ ΤΩΝ ΚΥΛΙΝΔΡΩΝΤΟΣΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΤΜ (ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟΝ ΑΞΟΝΑ Ζ), ΟΣΟ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΤΕ ΠΟΛΩΣΗ. ΓΙΑ ΤΗ ΛΥΣΗ ΑΥΤΩΝ ΤΩΝ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΩΝ ΔΙΑΤΑΡΑΧΩΝ ΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΜΕ ΤΗ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΧΩΡΙΖΟΜΕΝΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ, ΓΙΑ ΤΗ ΛΥΣΗ ΤΩΝ ΠΕΔΙΑΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ.ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΑΝΑΠΤΥΓΜΑΤΑ ΠΟΥ ΣΥΝΔΕΟΥΝ ΤΙΣ ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΕΣ ΜΕ ΤΙΣ ΚΥΚΛΙΚΕΣ ΚΥΛΙΝΔΡΙΚΕΣ ΚΥΜΑΤΟΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ, ΚΑΙ ΜΕΤΑΘΕΤΙΚΑ ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΑ ΘΕΩΡΗΜΑΤΑ ΓΙΑ ΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΚΑΤΑΛΗΓΟΥΜΕ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΟΡΙΑΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΚΑΙ ΚΑΠΟΙΕΣ ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΠΡΑΞΕΙΣ, ΣΕ ΔΥΟ ΣΥΝΟΛΑ ΑΠΕΙΡΩΝ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ. ΟΤΑΝ ΟΙ ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΕΣ ΔΙΑΤΟΜΕΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΖΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΤΥΧΑΙΑ ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΟΤΗΤΑ, ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΛΥΘΕΙ ΜΟΝΟ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ, ΜΕ ΑΠΟΚΟΠΗ. ΟΜΩΣ, ΓΙΑ ΜΙΚΡΕΣ ΤΙΜΕΣ ΤΟΥ H=KCL2, ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝΗΜΙΑΝΑΛΥΤΙΚΕΣ ΕΚΦΡΑΣΕΙΣ S(H) = S(0)[1+GH^2+O(H^4)] ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΚΥΜΑΤΑΡΙΘΜΟΥΣ ΑΠΟΚΟΠΗΣ ΚΑΙ ΤΟ ΣΚΕΔΑΖΟΜΕΝΟ ΠΕΔΙΟ. ΕΠΟΜΕΝΩΣ, ΜΕΤΑΤΡΕΠΟΝΤΑΣ ΤΟΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ Η ΤΟΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΑΓΩΓΟ ΤΟΥ ΕΚΚΕΝΤΡΟΥ ΚΥΚΛΙΚΟΥ ΚΥΜΑΤΟΔΗΓΟΥ ΣΕ ΕΛΛΕΙΠΤΙΚΟ, ΜΠΟΡΕΙ ΚΑΝΕΙΣ ΝΑ ΑΥΞΗΣΕΙ ΤΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ ΕΥΡΟΣ ΖΩΝΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ. ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΑ ΓΙΑ ΤΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)

IN THE PRESENT THESIS, THE ELECTROMAGNETIC PROPAGATION AND SCATTERING IN ECCENTRIC CIRCULAR - ELLIPTIC STRUCTURES IS CONSIDERED. IN PART I, WE TREAT THE PROPAGATION OF TM AND TE MODES IN ECCENTRIC CIRCULAR - ELLIPTIC PERFECTLY CONDUCTING WAVEGUIDES. IN PART II, THE SCATTERING OF PLANE ELECTROMAGNETIC WAVE FROM THE AFOREMENTIONED CYLINDRAL STRUCTURE IS EXAMINED. IN THIS LAST CASE, BOTH POLARIZATIONS (TM AND TE WITH RESPECT TO Z AXIS) ARE CONSIDERED FOR NORMAL INCIDENCE. SHARE PERTURBATION METHODS ARE USED IN THE PRESENT THESIS IN CONJUNCTION WITH THE SEPARATION OF VARIABLE TECHNIQUES FOR THE SOLUTION OF THE FIELD EQUATIONS. USING EXPANSION FORMULAS BETWEEN ELLIPTICAL AND CIRCULAR CYLINDRICAL WAVE FUNCTIONS, AND TRANSLATIONAL ADDITION THEOREMS FOR THE LAST ONES WE CONCLUDE, AFTER THE SATISFACTION OF THE BOUNDARY CONDITIONS AND SOME MANIPULATION, TO TWO INFINITE SETS OF LINEAR EQUATION. FOR GENERAL VALUES OF ELLIPTICITY, THE SYSTEM CAN BE SOLVED ONLY NUMARICALLY BY TRUNCATION, BUT FOR SMALL VALUES OF H=KCL2 (<<1) A SEMI - ANALYTICAL EXPRESSION OF THE FORM S(H)= S(0)[1+GH^2+O(H^4)] IS OBTAINED FOR THE CUT OFF WAVENUMBERS AND THE SCATTERED FIELD. THIS MEANS THAT BY SIMPLY MAKING THE OUTER OR THE INNER CONDUCTOR OF THE ECCENTRIC CIRCULAR WAVEGUIDE ELLIPTIC ONE CAN INCREASE ITS OPERATIONAL BANDWIDTH. SIMILARLY, IN THE SCATTERING PROBLEM, THE CIRCULAR - ELLIPTICAL COMBINATION MAY INCREASE OR DECREASE THE SCATTERING CROSS SECTIONS. AS COMPARED TO THE ONES FOR THE ECCENTRIC CIRCULAR GEOMETRY.