SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST
Revealing the physical phenomena causing various resonant phenomena is a key to successful design of frequency selective structures. Within the frames of the spectral theory of open waveguide resonators, the nature of the total reflection resonance formed by a rectangular waveguide section with a re...
Збережено в:
| Дата: | 2014 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1184 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| id |
rpra-journalorgua-article-1184 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Radio physics and radio astronomy |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2017-07-03T14:02:01Z |
| collection |
OJS |
| language |
Russian |
| topic |
resonance of reflection rectangular waveguide natural vibration |
| spellingShingle |
resonance of reflection rectangular waveguide natural vibration Mospan, L. P. SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST |
| topic_facet |
resonance of reflection rectangular waveguide natural vibration резонанс отражения прямоугольный волновод собственное колебание резонанс відбиття прямокутний хвилевід власне коливання |
| format |
Article |
| author |
Mospan, L. P. |
| author_facet |
Mospan, L. P. |
| author_sort |
Mospan, L. P. |
| title |
SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST |
| title_short |
SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST |
| title_full |
SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST |
| title_fullStr |
SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST |
| title_full_unstemmed |
SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST |
| title_sort |
spectral approach to estimation of reflection resonances in a rectangular waveguide with a rectangular post |
| title_alt |
СПЕКТРАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ РЕЗОНАНСОВ ОТРАЖЕНИЯ В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВОЛНОВОДНОЙ СЕКЦИИ С ПРЯМОУГОЛЬНЫМ ШТЫРЕМ СПЕКТРАЛЬНИЙ ПІДХІД ДО ОЦІНКИ РЕЗОНАНСІВ ВІДБИТТЯ У ПРЯМОКУТНІЙ ХВИЛЕВОДНІЙ СЕКЦІЇ З ПРЯМОКУТНИМ СТРИЖНЕМ |
| description |
Revealing the physical phenomena causing various resonant phenomena is a key to successful design of frequency selective structures. Within the frames of the spectral theory of open waveguide resonators, the nature of the total reflection resonance formed by a rectangular waveguide section with a rectangular post inside is studied. The waveguide section is considered as a single-channel multimode resonator. An interpretation of the total reflection resonance is suggested as a result of excitation of natural oscillations in the resonator. Transformation phenomenon for the resonant mode explaining the resonant reflection of the incident wave by symmetric structures is revealed. It is established that the resonant frequency and quality-factor are estimated precisely by the complex frequency of a single natural oscillation. It is shown that quantitative estimations for the reflection resonance obtained within the spectral theory of open waveguide resonators are in order of magnitude more precise than those obtained within the classical approach. The results obtained make synthesis of bandstop filters, possessing complicated frequency behavior, to be more efficient.Key words: resonance of reflection, rectangular waveguide, natural vibrationManuscript submitted 06.05.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 258-266 REFERENCES1. ROSENBERG, U. and AMARI, S., 2007. A novel band-reject element for pseudoelliptic bandstop filters. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. vol. 55, no. 4, pp. 742–746. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.893653 2. KIRILENKO, A. A., KULIK, D. Yu, MOSPAN, L. P., and RUD', L. A., 2013. Reflection Resonances in a Waveguide Section with Two Different Height Posts. Radiophysics and Electronics, vol. 13, no. 2, pp. 154–158 (in Russian). 3. POLITI, M. and FOSSATI, A., 2010. Direct coupled waveguide filters with generalized Chebyshev response by resonating coupling structures. In: Proc. of European Microwave Conference. Roma, Itali. pp. 966–969. 4. TOMASSONI, C. and SORRENTINO, R., 2013. A new class of pseudoelliptic waveguide filters using dual-post resonators. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. vol. 61, no. 6, pp. 2332–2339. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2013.2258171 5. SHESTOPALOV, V. and SHESTOPALOV, Yu., 1996. Spectral Theory and Excitation of Open Structures. London: Peter Peregrinus Publ. DOI: https://doi.org/10.1049/PBEW042E 6. RUD', L. A., SIRENKO, YUu. K., YATSIK, V. V., and YASHINA, N. P., 1988. A Spectral method of analyzing the effects of total wave transformation by open-periodic and waveguide resonators. Radiophys. Quantum Electron. vol. 31, no. 10, pp. 894–899.DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2013.2258171 7. KIRILENKO, A.. A., YASHINA, N. P., 1980.On the relationship between resonances in the "locked" modes with the excitation modes of quasi non-closed volume. Pis'ma v ZHTF, vol. 6, no. 12, pp. 1512–1515. 8. KIRILENKO, A. A. and TYSIK, B. G., 1993. Connection of S-matrixof wave guide and periodical structures with complex frequency spectrum. Electromagnetics. vol. 13, no. 3,pp. 301–318. DOI: https://doi.org/10.1080/02726349308908352 9. PRIKOLOTIN, S. A., STESHENKO, S. A., KULIK, D. YU., RUD, L. A., and KIRILENKO, A. A., 2012. Fast full 3D EM CAD of wave guideunits based on the generalized mode-matching technique. In: Proc of Int. Conf. on MMET. Kharkov, Ukraine. pp. 109–112. 10. MOSPAN, L. P., PRIKOLOTIN, S. A., STESHENKO, S. A., and KIRILENKO, A. A., 2013. Spectral Properties of a Rectangular Waveguide Section with Two Uneven Rectangular Posts. Radio Phys. Radio Astron. vol. 18, no. 4, pp. 349–356 (in Russian). |
| publisher |
Видавничий дім «Академперіодика» |
| publishDate |
2014 |
| url |
http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1184 |
| work_keys_str_mv |
AT mospanlp spectralapproachtoestimationofreflectionresonancesinarectangularwaveguidewitharectangularpost AT mospanlp spektralʹnyjpodhodkocenkerezonansovotraženiâvprâmougolʹnojvolnovodnojsekciisprâmougolʹnymštyrem AT mospanlp spektralʹnijpídhíddoocínkirezonansívvídbittâuprâmokutníjhvilevodníjsekcíízprâmokutnimstrižnem |
| first_indexed |
2025-12-02T15:34:29Z |
| last_indexed |
2025-12-02T15:34:29Z |
| _version_ |
1850763745348812800 |
| spelling |
rpra-journalorgua-article-11842017-07-03T14:02:01Z SPECTRAL APPROACH TO ESTIMATION OF REFLECTION RESONANCES IN A RECTANGULAR WAVEGUIDE WITH A RECTANGULAR POST СПЕКТРАЛЬНЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ РЕЗОНАНСОВ ОТРАЖЕНИЯ В ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ВОЛНОВОДНОЙ СЕКЦИИ С ПРЯМОУГОЛЬНЫМ ШТЫРЕМ СПЕКТРАЛЬНИЙ ПІДХІД ДО ОЦІНКИ РЕЗОНАНСІВ ВІДБИТТЯ У ПРЯМОКУТНІЙ ХВИЛЕВОДНІЙ СЕКЦІЇ З ПРЯМОКУТНИМ СТРИЖНЕМ Mospan, L. P. resonance of reflection; rectangular waveguide; natural vibration резонанс отражения; прямоугольный волновод; собственное колебание резонанс відбиття; прямокутний хвилевід; власне коливання Revealing the physical phenomena causing various resonant phenomena is a key to successful design of frequency selective structures. Within the frames of the spectral theory of open waveguide resonators, the nature of the total reflection resonance formed by a rectangular waveguide section with a rectangular post inside is studied. The waveguide section is considered as a single-channel multimode resonator. An interpretation of the total reflection resonance is suggested as a result of excitation of natural oscillations in the resonator. Transformation phenomenon for the resonant mode explaining the resonant reflection of the incident wave by symmetric structures is revealed. It is established that the resonant frequency and quality-factor are estimated precisely by the complex frequency of a single natural oscillation. It is shown that quantitative estimations for the reflection resonance obtained within the spectral theory of open waveguide resonators are in order of magnitude more precise than those obtained within the classical approach. The results obtained make synthesis of bandstop filters, possessing complicated frequency behavior, to be more efficient.Key words: resonance of reflection, rectangular waveguide, natural vibrationManuscript submitted 06.05.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 258-266 REFERENCES1. ROSENBERG, U. and AMARI, S., 2007. A novel band-reject element for pseudoelliptic bandstop filters. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. vol. 55, no. 4, pp. 742–746. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2007.893653 2. KIRILENKO, A. A., KULIK, D. Yu, MOSPAN, L. P., and RUD', L. A., 2013. Reflection Resonances in a Waveguide Section with Two Different Height Posts. Radiophysics and Electronics, vol. 13, no. 2, pp. 154–158 (in Russian). 3. POLITI, M. and FOSSATI, A., 2010. Direct coupled waveguide filters with generalized Chebyshev response by resonating coupling structures. In: Proc. of European Microwave Conference. Roma, Itali. pp. 966–969. 4. TOMASSONI, C. and SORRENTINO, R., 2013. A new class of pseudoelliptic waveguide filters using dual-post resonators. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. vol. 61, no. 6, pp. 2332–2339. DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2013.2258171 5. SHESTOPALOV, V. and SHESTOPALOV, Yu., 1996. Spectral Theory and Excitation of Open Structures. London: Peter Peregrinus Publ. DOI: https://doi.org/10.1049/PBEW042E 6. RUD', L. A., SIRENKO, YUu. K., YATSIK, V. V., and YASHINA, N. P., 1988. A Spectral method of analyzing the effects of total wave transformation by open-periodic and waveguide resonators. Radiophys. Quantum Electron. vol. 31, no. 10, pp. 894–899.DOI: https://doi.org/10.1109/TMTT.2013.2258171 7. KIRILENKO, A.. A., YASHINA, N. P., 1980.On the relationship between resonances in the "locked" modes with the excitation modes of quasi non-closed volume. Pis'ma v ZHTF, vol. 6, no. 12, pp. 1512–1515. 8. KIRILENKO, A. A. and TYSIK, B. G., 1993. Connection of S-matrixof wave guide and periodical structures with complex frequency spectrum. Electromagnetics. vol. 13, no. 3,pp. 301–318. DOI: https://doi.org/10.1080/02726349308908352 9. PRIKOLOTIN, S. A., STESHENKO, S. A., KULIK, D. YU., RUD, L. A., and KIRILENKO, A. A., 2012. Fast full 3D EM CAD of wave guideunits based on the generalized mode-matching technique. In: Proc of Int. Conf. on MMET. Kharkov, Ukraine. pp. 109–112. 10. MOSPAN, L. P., PRIKOLOTIN, S. A., STESHENKO, S. A., and KIRILENKO, A. A., 2013. Spectral Properties of a Rectangular Waveguide Section with Two Uneven Rectangular Posts. Radio Phys. Radio Astron. vol. 18, no. 4, pp. 349–356 (in Russian). УДК 537.874.2:621.372.851.3 Выявление физических явлений, порождающих различные резонансные эффекты, является залогом успешного проектирования частотно-селективных уcтройств на их основе. В работе исследована природа резонанса полного отражения, формируемого волноводной секцией прямоугольного сечения с прямоугольным штырем. В рамках спектральной теории открытых волноводных резонаторов волноводная секция рассмотрена как одноканальный многомодовый резонатор. Предложена интерпретация резонанса полного отражения как результата возбуждения в резонаторе собственных колебаний комплексной частоты. Выявлена трансформация резонансного режима, поясняющая резонансное отражение падающей волны симметричными структурами. Установлено, что положение резонанса и его добротность могут быть оценены с высокой точностью по значению комплексной частоты одного собственного колебания. Показано, что количественные оценки частоты и добротности резонанса отражения, полученные в рамках спектральной теории открытых волноводных резонаторов, на порядок точнее оценок, найденных в рамках классического подхода. Полученные результаты позволяют более эффективно моделировать полосовые запирающие фильтры со сложными частотными характеристиками.Ключевые слова: резонанс отражения, прямоугольный волновод, собственное колебаниеСтатья поступила в редакцию 06.05.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 258-266 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Rosenberg U. and Amari S. A novel band-reject element for pseudoelliptic bandstop filters // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 2007. – Vol. 55, No. 4. –Р. 742–746.2. Кириленко А. А., Кулик Д. Ю., Мосьпан Л. П., Рудь Л. А. Резонансы отражения волноводной секции с двумяравновысокими стержнями // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. – 2008. – Т. 13, № 2. – C. 154–158.3. Politi M. and Fossati A. Direct coupled waveguide filters with generalized Chebyshev response by resonating coupling structures // Proc. of European Microwave Conference. – Roma (Itali). – 2010. – P. 966–969.4. Tomassoni C. and Sorrentino R. A new class of pseudoellipticwaveguide filters using dual-post resonators // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 2013. – Vol. 61, No. 6. – Р. 2332–2339.5. Shestopalov V. and Shestopalov Yu. Spectral Theory and Excitation of Open Structures. – London: Peter Peregrinus, 1996. – 399 p.6. Rud’ L. A., Sirenko Yu. K., Yatsik V. V., and Yashina N. P. A Spectral method of analyzing the effects of total wave transformation by open-periodic and wave guide resonators // Radiophys. Quantum Electron. – 1988. – Vol. 31, No. 10. – P. 894–899.7. Кириленко A. A., Яшина Н. П. О связи резонансов на “запертых” модах с возбуждением квазисобственных режимов незамкнутых объемов // Письма в ЖТФ. –1980. – Т. 6, № 12. – С. 1512–1515.8. Kirilenko A. A. and Tysik B. G. Connection of S-matrix of waveguide and periodical structures with complex frequency spectrum // Electromagnetics. – 1993. – Vol. 13, No. 3. – P. 301–318.9. Prikolotin S. A., Steshenko S. A., Kulik D. Yu., Rud L. A.,and Kirilenko A. A. Fast full 3D EM CAD of waveguide units based on the generalized mode-matching technique // Proc of Int. Conf. on MMET. – Kharkov (Ukraine) –2012. – P. 109–112.10. Мосьпан Л. П., Приколотин С. А., Стешенко С. А., Кириленко А. А. Спектральные характеристики прямоугольной волноводной секции с двумя разновысокими прямоугольными штырями // Радиофизика и радиоастрономия. – 2013. – T. 18, № 4. – P. 349–356. УДК 537.874.2:621.372.851.3Виявлення фізичних явищ, що породжують різні резонансні ефекти, є запорукою успішного проектування на їх основі частотно-селективних пристроїв. У роботі досліджено природу резонансу повного відбиття, формованого хвилеводною секцією прямокутного перерізу з прямокутним стрижнем. В межах спектральної теорії відкритих хвилеводних резонаторів хвилеводну секцію розглянуто як одноканальний багатомодовий резонатор.Запропоновано інтерпретацію резонансу повного відбиття як результату збудження в резонаторі власних коливань комплексної частоти. Виявлено трансформацію резонансного режиму, що пояснює резонансне відбиття падаючої хвилі симетричними структурами. Встановлено, що частота резонансу та його добротність можуть бути оцінені з високою точністю за значенням комплексної частоти одного власного коливання. Показано, що кількісні оцінки частоти та добротності резонансу відбиття, отримані в рамках спектральної теорії відкритих хвилеводних резонаторів, на порядок точніше оцінок, знайдених за класичним підходом. Отримані результати дозволяють ефективніше моделювати смугові запираючі фільтри зі складними частотними характеристиками.Ключові слова: резонанс відбиття, прямокутний хвилевід, власне коливанняСтаття надійшла до редакції 29.04.2014Radio phys. radio astron. 2014, 19(3): 258-266 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Rosenberg U. and Amari S. A novel band-reject element for pseudoelliptic bandstop filters // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 2007. – Vol. 55, No. 4. –Р. 742–746. 2. Кириленко А. А., Кулик Д. Ю., Мосьпан Л. П., Рудь Л. А. Резонансы отражения волноводной секции с двумяравновысокими стержнями // Радиофизика и электроника. – Харьков: Ин-т радиофизики и электроники НАН Украины. – 2008. – Т. 13, № 2. – C. 154–158. 3. Politi M. and Fossati A. Direct coupled waveguide filters with generalized Chebyshev response by resonating coupling structures // Proc. of European Microwave Conference. – Roma (Itali). – 2010. – P. 966–969. 4. Tomassoni C. and Sorrentino R. A new class of pseudoellipticwaveguide filters using dual-post resonators // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. – 2013. – Vol. 61, No. 6. – Р. 2332–2339. 5. Shestopalov V. and Shestopalov Yu. Spectral Theory and Excitation of Open Structures. – London: Peter Peregrinus, 1996. – 399 p. 6. Rud’ L. A., Sirenko Yu. K., Yatsik V. V., and Yashina N. P. A Spectral method of analyzing the effects of total wave transformation by open-periodic and wave guide resonators // Radiophys. Quantum Electron. – 1988. – Vol. 31, No. 10. – P. 894–899. 7. Кириленко A. A., Яшина Н. П. О связи резонансов на “запертых” модах с возбуждением квазисобственных режимов незамкнутых объемов // Письма в ЖТФ. –1980. – Т. 6, № 12. – С. 1512–1515. 8. Kirilenko A. A. and Tysik B. G. Connection of S-matrix of waveguide and periodical structures with complex frequency spectrum // Electromagnetics. – 1993. – Vol. 13, No. 3. – P. 301–318. 9. Prikolotin S. A., Steshenko S. A., Kulik D. Yu., Rud L. A.,and Kirilenko A. A. Fast full 3D EM CAD of waveguide units based on the generalized mode-matching technique // Proc of Int. Conf. on MMET. – Kharkov (Ukraine) –2012. – P. 109–112.10. Мосьпан Л. П., Приколотин С. А., Стешенко С. А., Кириленко А. А. Спектральные характеристики прямоугольной волноводной секции с двумя разновысокими прямоугольными штырями // Радиофизика и радиоастрономия. – 2013. – T. 18, № 4. – P. 349–356. Видавничий дім «Академперіодика» 2014-09-29 Article Article application/pdf http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1184 10.15407/rpra19.03.258 РАДИОФИЗИКА И РАДИОАСТРОНОМИЯ; Vol 19, No 3 (2014); 258 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY; Vol 19, No 3 (2014); 258 РАДІОФІЗИКА І РАДІОАСТРОНОМІЯ; Vol 19, No 3 (2014); 258 2415-7007 1027-9636 10.15407/rpra19.03 ru http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1184/819 Copyright (c) 2014 RADIO PHYSICS AND RADIO ASTRONOMY |