Analysis of slotted sectoral waveguide antenna arrays embedded in cylindrically stratified media

Dielektrik kaplamalı yarıklı dalga kılavuzu anten dizileri, düşük pro lleri, yüksek güç dayanımları ve kullanılan platform üzerindeki eğik yüzeylere uyumlanabilmeleri sebebiyle askeri ve ticari uygulamalarda tercih edilmektedir. Eğik yüzey uyumluluğu özellikle aerodinamiğin ve radar kesit alanının (RKA) kritik olduğu hava platformlarında gerekli hale gelmektedir. Bir hava platformunda anteni aşırı uçuş şartlarından korumak için bir veya daha fazla dielektrik katman kullanılabilir. Eğik yüzeylere uyumlu yarıklı dalga kılavuzu anten dizilerin isabetli analizi ve tasarımı oldukça ilgi çeken bir konu olmasına rağmen literatürde bulunan analiz yöntemleri genellikle düşük etkinlikleri ve yüksek rastgele erişimli hafıza (RAM) gereksinimleri nedeniyle tercih edilmemektedir. Mevcut analiz yöntemleri içinde en yaygın kullanılanlar, Momentler Metodunu kullanan integral denklem çözümleyicilerdir. Ancak, integral denklem çözümleyiciler özellikle silindirik katmanlı ortamların bulunduğu problemlerde çok uzun matris oluşturma süreleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. Bu çalışmada eşeksenel olarak dielektrik katmanlar ile kaplı bir yarıklı sektörel dalga kılavuzu anten, birleşik Momentler Metodu/Green'in fonksiyonu tekniği ile uzamsal uzayda çözümlenmiştir. Sektörel dalga kılavuzu içinde sadece temel modun (TE11) uyarıldığı varsayılmıştır. Sektörel dalga kılavuzunun geniş kenarına boylamasına açılan yarıklar dik yönde oldukça ince olduklarından sadece enine elektrik (TE) modların yayıldığı varsayılabilir. Dalga kılavuzunun metal duvarlarının kalınlıklarının olmadığı varsayılır. Çözümleme yapılan geometri denklik teoremi ve yarıklar üzerinde temsili manyetik akım kaynakları kullanılarak ikiye bölünür. Duvar kalınlığının hesaba katılması istendiğinde geometri üçe bölünerek üçüncü bölge olarak bir sektörel oyuk tanımlanabilir. Yarıklar üzerindeki temsili manyetik kaynaklar sonlu sayıda parçalı sinüzoit fonksiyon ile ifade edildikten sonra manyetik alan integral denklemini oluşturmak için yarıklar üzerinde teğet manyetik alanların devamlılığı uygulanır. Oluşturulan integral denklemi, Galerkin'in yöntemi kullanılarak matris denklemi haline getirilir. Karşılıklı geçiri matrisinin elemanlarının hesaplanması için problemin iki bölgesi için iki farklı Green'in fonksiyonuna ihtiyaç vardır. Sektörel dalga kılavuzunun iç bölgesi için, ikici Green'in fonksiyonunun boylamasına manyetik akımları boylamasına manyetik alanlara ilişkilendiren bileşeni detaylı şekilde türetilmiştir. Silindirik katmanlı ortam için ise manyetik akım modlarının kesiştiği veya üst üste olduğu durumlarda dahi kullanılabilen kapalı-form Green'in fonksiyonları türetilmiştir. Bu çalışmada sunulan çözümleme yöntemi silindirik katmanlı ortamlarda gömülü malzemeye entegre dalga kılavuzları, oyuk antenler ve benzeri açıklık tipi antenlerin analizi için de kullanılabilir. Bu çalışmada sunulan çözümleme yöntemi ile, örnek silindirik katmanlı yarıklı sektörel dalga kılavuzu yapıları için eşdeğer yarık akımları ve uzak-alan ışıma örüntüleri hesaplanmış, ve elde edilen sonuçlar tam dalga elektromanyetik çözümleyicilerin sonuçları ile kıyaslanmıştır.