Düzlemsel dalga spektrum integrali yönteminin dönel paraboloidal reflektör antenlere uygulanması
Application of the spectrum integral of plane waves method to the paraboloidal reflector antennas
Yazar: YUSUF ZİYA UMUL
Danışman: PROF.DR. H. ERGUN BAYRAKÇI
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2002
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Anten = Antenna ; Eğrisel yüzeyler = Curved surfaces ; Kırınım = Diffraction ; Saçılma = Scattering

Özet:
Doktora Tezi olarak sunulan, "Düzlemsel Dalga Spektrum İntegrali Yönteminin Dönel Paraboloidal Reflektör Antenlere Uygulanması" konulu bu çalışma sekiz bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm, elektromagnetik alanın ve geometrik optiğin düzlemsel dalga spektrum integralinin Huygens-Green integralinden elde edilmesine ayrılmıştır. İkinci bölümde, sonlu kaynaklı mükemmel iletken dışbükey ve içbükey eğrisel yüzeylerden yansıma geometrik optiğin düzlemsel dalga spektrum integrali ile incelenmiştir. Neticede her iki yüzeye ait yansıyan alanlar ve diverjans katsayıları elde edilmiştir. Üçüncü bölümde köşe kırınım alanlarının yarım düzlem için düzlemsel dalgaların spektrum integrali ile ifade edilmesi incelenmiştir. Bu amaçla iki ayrı metod kullanılmış olup, ilk metod ile spektrum integrali yarım düzlem ve boşluk için ayrı ayrı yazılmıştır. Neticede elde edilen katsayı klasik FO ile bulunan kırınım katsayısından daha doğru neticeler vermektedir. İkinci metod ise gelme ve kırınım açılarının stasyoner faz noktasına bağlı olarak tanımlanmasına dayanmaktadır. Bu yöntem sonucunda tam köşe kırınım katsayısı elde edilmiştir. Dördüncü bölümde yüzey kırınım alanlarının düzlemsel dalgaların spektrum integrali ile ifade edilmesi incelenmiştir. İlk önce geometrik optiğin spektrum integralinde semer noktası için v kompleks düzlemine geçilmiş ve rezidü hesabı ile yüzey kırınım katsayıları bulunmuştur. Bu katsayılara ve Huygens-Green integraline dayanılarak yüzey kırınımının düzlemsel dalga spektrum integrali tanımlanmıştır. Ayrıca bu integral sınırlı yüzeyler içinde ele alınmıştır. Beşinci bölümde mükemmel iletken düzgün eğrisel yüzeylerde fısıldayan galeri modları için düzlemsel dalgaların spektrum integrali ifade edilmiştir. Altıncı bölümde mükemmel iletken sonlu kaynaklı dairesel kesik silindirden saçılma incelenmiştir. Neticede direkt köşe kırınımı, köşe kırınımından dolayı oluşan sûrunum dalgalan ve fısıldayan galeri modları, yüzey kırınım alanları ve surunum dalgalarından dolayı oluşan köşe kırınım alanları ve ilgili katsayılar düzlemsel dalgaların spektrum integrali yöntemi ile hesaplanmıştır.Yedinci bölümde odaktan beslemeli dönel paraboloidal reflektör antenden saçılan alanlar düzlemsel dalgaların spektrum integrali metodu ile incelenmiştir. Neticede reflektörden yansıyan alan, reflektörün köşesinde oluşan direkt köşe kırınım alanı ve bu alandan hasıl olan sürünüm dalgalan ve fısıldayan galeri modları hesaplanmıştır. Sekizinci bölüm, bu çalışmada elde edilen sonuçların tartışılmasına ayrılmıştır.

Abstract:
"The Application of the Spectrum Integral of Plane Waves Method to the Paraboloidal Reflector Antennas" subjected thesis, consisted by eight parts, briefly described below. The first part includes obtaining of the plane wave spectrum integral of the electromagnetic field and geometrical optics from Huygens-Green integral. In the second part, reflection from convex and concave perfectly conducting surfaces with finite sources is examined with the plane wave spectrum integral of the geometrical optics. As a result reflected fields and divergence coefficients of the two surfaces are obtained. In the third part, expression of the edge diffraction fields of a half plane with the the plane wave spectrum integral is studied. For this purpose two different methods are used. The plane wave spectrum integral is written for the half plane and the unbounded medium. The obtained coefficient gives more clearer results from that of Physical Optics. Second method is based on the definition of the incident and diffraction angles according to the stationary phase method. As a result of this process, the exact edge diffraction coefficient is obtained. In the fourth part, expression of the surface diffracted fields with the plane wave spectrum integral is studied. First of all v complex plane is defined for the plane wave spectrum integral at the stationary point and surface diffraction coefficients are obtained by the residue method. According to these coefficients and the Huygens-Green integral, the plane wave spectrum integral of diffraction is defined. This integral is discussed for limited surfaces. In the fifth part, expression of the whispering gallery modes with the plane wave spectrum integral is studied. In the sixth part, scattering from a perfectly conducting circular cylinder with finite sources is examined. As a result, direct edge diffracted field, creeping waves and the whispering gallery modes formed from the edge diffraction, surface diffracted fields, edge diffracted fields formed from the creeping waves and related coefficients are obtained by the method of plane wave spectrum integral.In the seventh part, scattering from a paraboloidal reflector antenna is examined by the method of plane wave spectrum integral. As a result, reflected field from the reflector, direct edge diffracted field at the corner of the reflector, creeping waves and the whispering gallery modes formed from the edge diffraction and related coefficients are obtained. At the eighth part, the result of this study are examined.