Dalga kılavuzlarında elektromagnetik zaman domeni analizlerinin yeni bir analitik metotla incelenmesi
The Investigation of electromagnetic time domain analysis in wave guide by a new analytical method
Yazar: SERKAN AKSOY
Danışman: PROF. DR. ALİ ALKUMRU
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2003
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dalga kılavuzları = Waveguides ; Dalga yayılması = Wave propagation ; Maxwell denklemleri = Maxwell equations ; Sayısal işaretler = Digital signals ; Vektör alanları = Vector fields ; Zaman domeni = Time domain

Özet:
I t \ ÖZET / IV Bu çalışmada mükemmel iletken duvarlardan yapılmış dikdörtgen kesitli içi boş ve Oz ekseni boyunca sonsuz uzun dalga kılavuzlarında sayısal işaretlerin uyarılması ve yayılması problemi "Dalga Kılavuzları için Zaman Domeninde Elektromagnetik Teoriye Yeni bir Yaklaşım" adı verilen analitik bir zaman domeni metodu ile ele alınmıştır. TE ve TM dalga kılavuzu modları için zaman domeni çözümleri direkt olarak elde edilmiştir. Çözülen elektromagnetik dalga ifadeleri enlemsel dalga kılavuzu koordinatlanmn bir vektör fonksiyonu olan ve sınır koşullarım sağlayan bazlar ile skaler olarak zamana ve boylamsal koordinatlara bağlı fonksiyonların tanımladığı genliklerin toplamı şeklinde elde edilmiştir. Baz ifadeleri Laplacian için Dirichlet ve Neumann sınır özdeğer problemlerinin çözümlerim sağlayan skaler potansiyeller ile elde edilebilmektedir. Genlik ifadeleri ise Maxwell denklemleri üzerine yapılan uygun izdüşümler sonucu elde edilen zamana bağlı kısmi türevler içeren diferansiyel denklem sisteminin çözümleri olarak elde edilebilmektedir. Sayısal işaretlere bir örnek olarak Walsh fonsiyonları ele alınarak çözüm nedensellik prensibi ve özel relativite teorisinin maksimum bilgi hızı aktarma konusundaki gereksinimlerini de sağlayacak biçimde bulunmuştur. Elde edilen çözümler Maple 8.0 programı yardımı ile iki ve üç boyutlu grafikler şeklinde gösterilmiştir.

Abstract:
SUMMARY In this study, the problem of excitation and propagation of digital signals in a hollow rectangular waveguide having perfect electric conductor walls is considered by an analytical time domain method called "Evolutionary Approach to Electromagnetics " for waveguide. The time domain solution of the problem for TE and TM modes is found directly. Every modal field is obtained as a sum of an element of the waveguide basis which is a vector function of the transverse waveguide coordinates and amplitudes of appropriate field component which is a scalar function of time and longitudinal coordinate. The basis elements are specified by two scalar potentials. They are eigensolutions of Dirichlet and Neumann boundary eigenvalue problems for Laplacian. Unknown amplitudes is solved by time dependent differantial equation system which is obtained after projection on the Maxwell equation. As an example of digital signals, Walsh functions are chosen and the solution satisfies causality principle and special theory of relativity. Obtained results are prsented as 2D and 3D graphics using Maple 8.0 software.