Analysis of electromagnetic wave propagation in coaxial waveguides with impedance coated step discontinuity
Empedans kapli basamak süreksizliğine sahip koaksiyel dalga kilavuzlarinda elektromanyetik dalga yayiliminin analizi
- Tez No: 965286
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜLYA ÖZTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Matematik, Mathematics
- Anahtar Kelimeler: Dalga kılavuzları, Dalga yayılması, Elektromanyetik saçılma, Wiener-Hopf tekniği, Waveguides, Wave propagation, Electromagnetic scattering, Wiener-Hopf technique
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Matematik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, Mod Eşleştirme tekniği ve Wiener-Hopf tekniği kullanılarak, TEM dalgasının iç iletkende empedans kaplı bir basamak süreksizliği olan bir koaksiyel dalga kılavuzu boyunca yayılması matematiksel olarak analiz edilmiştir. Bu tür konfigürasyonlar, radar ve telekomünikasyon teknolojileri de dahil olmak üzere yüksek frekans uygulamalarında büyük ilgi görmektedir. İlk olarak probleme Mod-Eşleştirme tekniği uygulanmış ve bu kapsamda yapı iki farklı bölgeye ayrılarak her bir bölge için çözüm modları tanımlanmıştır. Tekniğe özgü formülasyonun ardından problem için sonsuz denklem sistemi elde edilmiştir ve bu denklemler eş zamanlı olarak çözülmüştür. Analitik çalışmanın ardından MATLAB programlama dilinde programlar yazılmış ve sonuçlar oluşturulan grafiklerle sunulmuştur. Daha sonra problem Wiener-Hopf tekniği kullanılarak analiz edilmiş, Helmholtz denklemine Fourier dönüşümü uygulanmış ve problem için modifiye Wiener-Hopf denklemini elde etmek için sınır ve süreklilik koşulları aynı alanda dikkate alınmıştır. Bu denklemin çözümü, bilinmeyen katsayılardan oluşan sonsuz bir sistem şeklinde elde edilmiştir ve bu da uygun bir kesme sayısında kesilen sonsuz bir doğrusal cebirsel denklem sistemi ile sonuçlanmıştır. Son olarak, yansıyan alan ve iletilen alan elde edilmiştir ve sonuçlar, üretilen grafiklerle birlikte sunulmuştur. Bu grafiklerden bazıları yansıma katsayısının farklı parametrelere göre değişimini ortaya koyarken, bazılarıda iletim katsayısının değişimlerini betimlemektedir. Elde edilen bulgular, iki yöntemin de birbirini doğruladığını göstermekte olup, yüksek frekanslı dalga kılavuzu tasarımlarında kullanılabilecek güvenilir analitik yaklaşımlar sunduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, using the Mode-matching technique and the Wiener-Hopf technique, the propagation of the TEM wave along a coaxial waveguide with an impedance-coated step discontinuity in the inner conductor is mathematically analyzed. Such configurations are of substantial interest in high-frequency applications, including radar and telecommunication technologies. Firstly, the Mode Matching technique is applied to the problem and in this context, the structure is divided into two different regions and solution modes are defined for each region. Following the technique-specific formulation, an infinite system of equations is obtained for the problem and these equations are solved simultaneously. After the analytical study, programs are written in the MATLAB programming language and the results are presented with generated graphs. The problem is then analyzed using the Wiener-Hopf technique, applying the Fourier transform to the Helmholtz equation and considering boundary and continuity conditions in the same domain to obtain the modified Wiener-Hopf equation for the problem. The solution of this equation is obtained in the form of an infinite system of unknown coefficients, which results in an infinite system of linear algebraic equations that are truncated at an appropriate cut-off number. Finally, the reflected field and the transmitted field are obtained and the results are presented alongside the produced graphs. Some of these graphs show the variation of the reflection coefficient according to different parameters, while others describe the variation of the transmission coefficient. The results obtained show that both methods validate each other and provide reliable analytical approaches that can be used in high-frequency waveguide designs.
Benzer Tezler
- Fonksiyonel nanokompozitlerin fotokimyasal yöntemle hazırlanması: elektromanyetik, dielektrik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Preparation of functional nanocomposites by photochemical method: investigation of electromagnetic, dielectric, and mechanical properties
GÖNÜL SAADET BATIBAY METİN
- Radar uygulamalarında vivaldi anten tasarımı ve optimizasyonu
Vivaldi antenna design and optimization in radar applications
ERDEM BARLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- Frekans seçici yüzeyler (FSY) ile duyarlılığı iyileştirilmiş mikroşerit yama antenli hibrit yakın alan glikoz tespit sensörü tasarımı
Design of a hybrid near-field glucose sensing sensor based on a microstrip patch antenna with sensitivity enhancement using frequency selective surfaces (FSS)
UMUT KÖSE
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Analysis of electromagnetic wave propagation in a magnetized plasma slab by using Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method
Manyetize plazma levhasında elektromanyetik dalga yayılımının Sonlu-Fark Zaman-Alanı (FDTD) yöntemiyle analizi
DENİZ ÖZTARHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- Analysis of wave propagation characteristics and design methods in two dimensional photonic bandgap structures
İki boyutlu fotonik bant durduran yapılarda dalga analizi ve tasarım yöntemleri
ONUR ERKAN
Doktora
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN ŞİMŞEK