Paralel plakalı dalga kılavuzunda alan genişlemeli filtrenin mod eşleştirme yöntemi ile analizi

Abstract

Bu çalışmada ani alan genişlemeli paralel plakalı dalga kılavuzunun Mod Eşleştirme yöntemi ile analizi yapılmıştır. Uzun yıllardır ilgi çekmiş olan dalga kılavuzlarında saçılma problemlerini analiz etmek içi analitik veya sayısal yöntemleri kullanmak mümkündür. Bu çalışmada özellikle, kesin sonuç verebilen, değişik dalga kılavuzu bölgelerindeelektromanyetik dalgaların modlar şeklinde yazıldığı ve süreksizlik içeren bölgelerde bu modal ifadelerin Mod Eşleştirme Tekniği yardımıyla işlendiği yaklaşım tercih edilmiştir. Dalga kılavuzlarında tekli süreksizlikler içeren problemlerde, Mod Eşleştirme Tekniği tek başına hem yeterli hem de etkindir. Ancak, bu tez çalışmasında da ele alınan türden, birdenfazla süreksizlik içeren geometrilerde, her ne kadar Mod Eşleştirme Tekniği yine tek başına yeterli ise de, bu yaklaşımla sayısal hesaplamaları daha sorunlu olan denklemlere ulaşıldığından, ek olarak Genelleştirilmiş Saçılma Matrisi Yöntemi'nin de dikkate alınması yararlı olmaktadır. Bu çalışmada da Mod Eşleştirme Tekniği, Genelleştirilmiş Saçılma Matrisi Yöntemi ile birlikte kullanılmıştır. Matematiksel analizin sonunda elde edilen cebirsel denklem sistemleri MATLAB programı yardımıyla çözülmüştür. Ayrıca aynı problemler CST Microwave Studio Suite ile de incelenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır.

In this thesis work, the analysis of the sudden area expansion in a parallel plate waveguide is done by Mode Matching Technique. One can consider both analytical and numerical methods in order to study scattering problems in waveguides, which have been interesting for researchers for decades. In this thesis, a rigorous method, the Mode Matching Technique is prefered as it provides highly accurate solutions. In this technique, firstly the electromagnetics waves in different waveguide regions are expressed in terms of modes and then they are matched at the discontinuity zones. In problems with a single discontinuity, Mode Matching Technique is both sufficient and efficient. However, when there are severaldiscontinuities, although one can again consider solely the Mode Matching Technique, the arising system of albegraic equations becomes problematic for numerical analysis. That is why, it is more preferable to consider Mode Matching Technique with Generalized Scattering Matrix Method. In this thesis, this approach is applied. The systems of algebraic equations derived with the mathematical analysis are solved by using MATLAB. Besides, simulations are done in CST Microwave Studio Suite for the same problems and the results of these two independent methods are compared to each other.