Mutual Coupling Coefficients of Rotated Rectangular Dielectric Resonators in Open Space

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorTrubin, A. A.
dc.date.accessioned2023-05-26T09:16:36Z
dc.date.available2023-05-26T09:16:36Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractThe coefficients of mutual coupling of rectangular dielectric resonators in open space are calculated under the condition of their rotation relative to one of the axes of a given rectangular coordinate system. Analytical formulas for complex coupling coefficients are obtained. The expressions found give complete information about the frequencies and Q-factor of coupled oscillations of dielectric resonators. The dependences of the coupling coefficients on the angles of rotation and spatial coordinates of resonators in the case of excitation of the main magnetic types of natural oscillations in them are considered. The concept of pseudo-rotation of resonators is introduced. Cases are noted when the pseudo-rotation of the resonators does not lead to a change in the coupling coefficients. The dependences of the coupling coefficients for different types of resonator pseudo-rotations are investigated. New integral representations are derived for the mutual coupling coefficients of rectangular dielectric resonators provided that their axes rotate in open space. In particular cases of parallelism of the resonator axes of one of the coordinate axes, the analytical expressions found in the work coincide with those obtained earlier. For each case of rotation, approximate analytical formulas are found for the integral representations obtained in this work, expressed in terms of the spherical Hankel functions of the second kind. Comparison of calculations of coupling coefficients by integral formulas and approximate expressions is carried out. It is shown that the approximate expressions have acceptable accuracy for all the considered cases of rotations. The dependences of the coupling coefficients on the coordinates of the resonators are investigated. The regions are marked in which the found integral representations make it possible to correctly describe the coupling coefficients of rectangular resonators. In contrast to integral representations, approximate formulas are correct in the entire spatial region of resonator interaction. The results obtained make it possible to construct analytical models of antennas, multi-element arrays and devices of infrared and optical wavelength ranges, made with the use of rectangular dielectric resonators; significantly reduce computation timecompared to numerical methods and optimize complex multi-cavity structures of microwave and optical communication systems.uk
dc.description.abstractotherРозрахованi коефiцiєнти взаємного зв’язку дiелектричних резонаторiв прямокутної форми у вiдкритому просторi при їх обертаннi щодо однiєї з осей заданої прямокутної системи координат. Знайденi вирази дають повну iнформацiю про частоти та добротностi зв’язаних коливань дiелектричних резонаторiв. Отриманi аналiтичнi формули для комплексних коефiцiєнтiв взаємного зв’язку. Розглядаються залежностi коефiцiєнтiв зв’язку вiд кутiв обертання i просторових координат резонаторiв в разi збудження в них основних магнiтних типiв власних коливань. Введено поняття псевдообертання резонаторiв. Дослiджено залежностi коефiцiєнтiв зв’язку при рiзних видах псевдообертання резонаторiв. Вiдзначено випадки, коли псевдообертання резонаторiв не призводить до змiни коефiцiєнтiв зв’язку. Виведено новi iнтегральнi спiввiдношення для коефiцiєнтiв взаємного зв’язку дiелектричних резонаторiв прямокутної форми при обертаннi їх осей у вiдкритому просторi. В окремих випадках паралельностi осей резонаторiв однiй з координатних осей, знайденi в роботi аналiтичнi вирази збiгаються з отриманими ранiше. Для кожного випадку обертання знайденi наближенi аналiтичнi формули для отриманих в роботi iнтегральних спiввiдношень, що виражаються через сферичнi функцiї Ханкеля другого роду. Проведено порiвняння обчислень коефiцiєнтiв зв’язку за iнтегральними формулами i наближеними виразами. Показано, що наближенi вирази мають прийнятну точнiсть для всiх розглянутих випадкiв обертань. Розглянуто залежностi коефiцiєнтiв зв’язку вiд координат резонаторiв. Вiдзначено областi, в яких знайденi iнтегральнi вирази дозволяють коректно описувати коефiцiєнти зв’язку прямокутних резонаторiв. На вiдмiну вiд iнтегральних спiввiдношень, наближенi формули коректнi у всiй просторовiй областi взаємодiї резонаторiв. Отриманi результати дозволяють будувати аналiтичнi моделi антен, багатоелементних решiток i пристроїв iнфрачервоного i оптичного дiапазонiв довжин хвиль, виконаних з застосуванням дiелектричних резонаторiв прямокутної форми; значно скорочувати час обчислень в порiвняннi з чисельними методами i оптимiзувати складнi багаторезонаторнi структури мiкрохвильових i оптичних систем зв’язку.uk
dc.description.abstractotherРассчитаны коэффициенты взаимной связи диэлектрических резонаторов прямоугольной формы в открытом пространстве при условии их вращения относительно одной из осей заданной прямоугольной системы координат. Найденные выражения дают полную информацию о частотах и добротности связанных колебаний диэлектрических резонаторов. Выводятся аналитические формулы для комплексных коэффициентов взаимной связи. Рассматриваются зависимости коэффициентов связи от углов вращения и пространственных координат резонаторов в случае возбуждения в них основных магнитных типов собственных колебаний. Введено понятие псевдовращения резонаторов. Отмечены случаи, когда псевдовращение резонаторов не приводит к изменению значений коэффициентов связи. Исследованы зависимости коэффициентов связи при разных видах псевдовращений резонаторов. Выведены новые интегральные представления для коэффициентов взаимной связи диэлектрических резонаторов прямоугольной формы при условии вращения их осей в открытом пространстве. В частных случаях параллельности осей резонаторов одной из координатных осей, найденные в работе аналитические выражения совпадают с полученными ранее. Для каждого случая вращения получены приближенные аналитические формулы для найденных в работе интегральных представлений, выражаемые через сферические функции Ханкеля второго рода. Проведено сравнение расчетов коэффициентов связи по интегральным формулам и приближенными выражениями. Показано, что приближенные выражения обладают приемлемой точностью для всех рассмотренных случаев вращений. Рассмотрены зависимости коэффициентов связи от координат резонаторов. Отмечены области, в которых найденные интегральные представления позволяют корректно описывать коэффициенты связи прямоугольных резонаторов. В отличие от интегральных представлений, найденные приближенные формулы корректны во всей пространственной области взаимодействия резонаторов. Полученные результаты позволяют строить аналитические модели антенн, многоэлементных решеток и устройств инфракрасного и оптического диапазонов длин волн, выполненных с применением диэлектрических резонаторов прямоугольной формы; значительно сокращать время вычислений по сравнению с численными методами и оптимизировать сложные многорезонаторные структуры микроволновых и оптических систем связи.uk
dc.format.pagerangePp. 60-68uk
dc.identifier.citationTrubin, A. A. Mutual Coupling Coefficients of Rotated Rectangular Dielectric Resonators in Open Space / Trubin A. A. // Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць. – 2022. – Вип. 88. – С. 60-68. – Бібліогр.: 18 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/RADAP.2022.88.60-68
dc.identifier.orcid0000-0002-9596-195Xuk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/56192
dc.language.isoenuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 88uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectcoupling coefficientuk
dc.subjectmutual coupling coefficientuk
dc.subjectrotationuk
dc.subjectrectangular dielectric resonatoruk
dc.subjectopen spaceuk
dc.subjectкоефiцiєнт зв’язкуuk
dc.subjectкоефiцiєнт взаємного зв’язкуuk
dc.subjectобертанняuk
dc.subjectпрямокутний дiелектричний резонаторuk
dc.subjectвiдкритий простiрuk
dc.subjectкоэффициент связиuk
dc.subjectкоэффициент взаимной связиuk
dc.subjectвращениеuk
dc.subjectпрямоугольный диэлектрический резонаторuk
dc.subjectоткрытое пространствоuk
dc.subject.udc621.372uk
dc.titleMutual Coupling Coefficients of Rotated Rectangular Dielectric Resonators in Open Spaceuk
dc.title.alternativeКоефiцiєнти взаємного зв’язку обертових прямокутних дiелектричних резонаторiв у вiдкритому просторiuk
dc.title.alternativeКоэффициенты взаимной связи вращаемых прямоугольных диэлектрических резонаторов в открытом пространствеuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
1761-5152-1-10-20220701.pdf
Розмір:
408.71 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ». Радіотехніка, радіоапаратобудування : збірник наукових праць, Вип. 88