Electromagnetic wave propagation in a rectangular waveguide having cylindrical posts with a gap is investigated by an analytic method for rigorous results instead of numerical methods that were used for approximate results at other previous papers. The structure is used at various microwave devices. The boundary-value problems of the posts in a rect-angular waveguide is solved using mode matching, image method, and superposition. Our numerical results agree favorably with the other existing experimental data."
구형 도파관 내부에 갭이 있는 원통형 포스트가 있을 때 전자기파의 진행 특성을 기존의 논문들에서 해석을 위해 사용된 근사적인 방법이 아닌, 정확한 해석을 위한 분석적인 방법을 이용하여 해석한다. 구형 도파관 내부에 금속 포스트는 마이크로파 장치들에 다양하게 사용되어 왔다. 다양한 길이의 포스트와 적절한 크기의 갭을 사용하여 matching network, 여파기 등으로 종종 사용된다.
이러한 문제의 해석을 용이하게 하기위해 이 논문에서는 영상 정리를 이용한 접근 방법을 이용한다. 영상 정리를 이용하여 구형 도파관에서의 포스트 문제를 좀 더 해석하기 쉬운 구조인 평형한 두 무한 평판 사이의 무한히 배열된 포스트의 문제로 바꾸고, 중첩 원리를 이용하여 각각의 포스트에서의 산란파를 더하고, 표현된 필드 식에 경계 조건을 적용하여 모드 정합법을 통해 문제를 풀었다. 여기에서는 이러한 구조에 대해 분석적이고, 유용하며 빠르게 수렴하는 수열 형태의 해를 제시한다. 입사하는 파는 $TE_{10}$ 모드이다. 그리고 포스트에 의해 산란되는 파는 포스트 주위에서는 $TE_{mn}$, $TM_{mn}$ 모드의 합으로 표현된다. 하지만 결과적으로 도파관을 통해서 진행하는 웨이브는 $TE_{10}$ 모드만이 존재한다.
해석 결과를 이용하여 다른 실험 결과들과 비교하여 타당성을 입증하였고, 또한 다양한형태의 포스트에 대한 반사 계수의 변화를 살펴보았다. 여러 형태의 포스트에 대한 결과는 간단한 노치 필터의 설계에 이용될 수 있다. 이 논문에서의 해석 방법은 다른 논문에서 제시한 그린펑션과 적분방법을 이용한 수치 해석적인 방법들에 비해 보다 정확하고, 빠르게 결과를 얻을 수 있어 유용하다.
