Hertzian dipole radiation is investigated in cylindrical coordinates. We obtain new expressions of dyadic Green`s functions in conducting cylindrical cavity, conducting cylindrical waveguide, and outside of infinitely long conducting cylinder. Vector potentials are expanded in discrete eigenfunctions and boundary conditions are enforced to obtain series solutions.
Using above Green`s functions, radiation of Hertzian dipole placed within a cylindrical cavity with slots is investigated. I:Narrow axial, narrow circumferential, and general slots on side wall are considered. II: Circular aperture on top wall with infinite flange is considered. In both cases, theoretical analysis is based on eigenfunction expansions and mode-matching technique. Computations and experiments are performed to investigate scattering properties of slotted cylindrical cavities in terms of geometrical parameters and frequency. Our theoretical models for slotted cylindrical cavities are useful for analysis and design of cavity-backed antennas and slotted cylindrical cavity antennas.
새로운 방식으로 원통 좌표계에서 그린 함수를 구하였다. 실린더 캐비티 내부의 그린 함수, 실린더 도파관 내부에서의 그린 함수, 그리고 무한히 긴 도체 실린더 외부에서의 그린 함수가 그것들이다. 캐비티 내부와 도파관 내부의 그린 함수는 안테나 분야에 적용될 수 있고 실린더 외부의 그린 함수는 penetration 해석에, 즉 EMI 분야에 적용할 수 있다. 캐비티 내부의 그린 함수의 경우, rho-guided 방식과 z-guided 방식으로 각각 그린 함수를 표현 하였다. 각각의 그린 함수가 다른 용도로 사용되어 진다.
구한 그린 함수를 이용하여 캐비티 내부에 미소전류가 있을때의 산란 해석을 수행하였다. 옆쪽 슬랏이 있는 경우를 해석하였고, 위쪽 개구면이 있는 경우를 해석 하였다. 옆 쪽 슬랏의 경우에는 narrow slot해석, narrow slot array 해석, 그리고 일반적인 slot 의 경우를 해석 하였다. 위쪽 개구의 경우에는 4개의 급전에 위상을 적절히 조절하여 circular polarization 특성을 가지는 안테나를 설계 하였다. 설계 제작 된 안테나는 축비 특성이 상당히 좋으며, 2.45GHz에서 동작 한다. 실험을 통해 반파장 dipole 안테나의 모델링에 Hertzian dipole이 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 dipole의 길이가 반파장보다 길어지면 Hertzian dipole으로는 모델링 할 수 없다는 것도 확인 하였다. 각각의 경우 실제로 제작, 측정하여 이론의 타당성을 증명하였다. CST MWS와 HFSS와의 비교에 있어서 월등히 빠른 계산 속도를 보여 주었다. 모드 정합법과 수렴이 빠른 급수를 이용하여 이론을 전개 하였다.
