POWER MICROWAVE SENSOR ON PARTIALLY FILLED RECTANGULAR WAVEGUIDES BY DIELECTRIC
DOI:
https://doi.org/10.26906/SUNZ.2025.4.198Keywords:
power microwave sensor, digital microwave radiosystems, step transition on a partially filled waveguide by dielectric, Legendre polynomials, Gegenbauer polynomialsAbstract
In automatic power stabilization systems the functions of the measuring element are performed by a power sensor. It is proposed to implement the microwave module receiver paths for a number of mobile radio engineering systems on partially filled waveguides by dielectric. The output power in the microwave range is one of the most important parameters of microwave signal sources and amplifiers, microwave transmitting paths and radioengineering systems of various purposes in general. The ability to use a microwave signal source depends on the level of microwave output power. In radar stations, groundbased microwave telecommunication stations and satellite transmission systems the microwave transmitter power determines the range of the system. The article presents the schemes of the microwave transmission path of a digital troposcatter station and the design of a microwave power sensor on a waveguide partially filled by dielectric. Since there are microwave radiosystems, including digital troposcatter stations, operating in several frequency subranges, it is not necessary to approximate the entire range with orthogonal polynomials of equalwave nature. The article suggests that for such microwave radio systems it is more appropriate to use Legendre orthogonal polynomials and Gegenbauer orthogonal polynomials. The calculated data are shown in the form of graphs, where the mapping coefficients obtained from fourth- and fifthorder polynomials are compared. The conclusions of the article indicate that such microwave power sensors can be used in a nodal digital troposcatter station, a highspeed digital troposcatter station and in combined digital troposcatter stations.Downloads
References
1. AK Jha, A. Lamecki, M. Mrozowski, M. Bozzi, A Highly Sensitive Planar Microwave Sensor for Detecting Direction and Angle of Rotation // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2020. Vol. 68(4). P.1598-1609 http://doi.10.1109/TMTT.2019.2957369
2. Muñoz-Enano J., Vélez P., Gil M., Martín F. Planar Microwave Resonant Sensors: A Review and Recent Developments // Applied Sciences. 2020, Vol.10(7). P.2615. https://doi.org/10.3390/app10072615
3. J.-H.Deng, H.Xiong, Q.Yang, M.Suo, J.-Y. Xie, H.-Q. Zhang Metasurface-Based Microwave Power Detector for Polarization Angle Detection // IEEE Sensors Journal, 2023. Vol. 23(19). pp. 22459-22465. https://doi.org/10.1109/JSEN.2023.3306462
4. Dazhen Gu NIST-Traceable Microwave Power Measurement in a Waveguide Calorimeter With Correlated Uncertainties // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2019. Vol. 68, №. 6. P. 2280-2287. https://ieeexplore.ieee.org/document/8599075
5. Zhihao Chen, Yu Fu, Hiroshi Kawarada, Yuehang Xu. Microwave diamond devices technology: Field-effect transistors and modeling // National Natural Science Foundation of China, 26 August 2020. Vol.34, №1. https://doi.org/10.1002/jnm.2800
6. E.Nazemosadat, S.García, I.Gasulla Heterogeneous multicore fiber-based microwave frequency measurement // Opt. Express, 2022. Vol. 30(15). P.26886-26895. http://doi.10.1364/OE.463152
7. Shijie Song, Suen Xin Chew, Linh Nguyen, Xiaoke Yi High-resolution microwave frequency measurement based on dynamic frequency-to-power mapping // Optics Express, 2021. №29, Р.42553-42568 https://opg.optica.org/oe/fulltext.cfm?uri=oe29-26-42553&id=465714
8. Alahnomi R.A., Zakaria Z., Yussof Z.M., Althuwayb A.A., Alhegazi A., Alsariera H., Rahman N.A. Review of Recent Microwave Planar Resonator-Based Sensors: Techniques of Complex Permittivity Extraction, Applications, Open Challenges and Future Research Directions // Sensors, 2021 Vol. 21. P.2267. https://doi.org/10.3390/s21072267
9. Li Dai, Xue Zhao, Jiuchuan Guo, Shilun Feng, Yusheng Fu, Yuejun Kang, Jinhong Guo Microfluidics-based microwave sensor // Sensors and Actuators A: Physical, 2020 Vol. 309. P. 111910 https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.111910
10. Kazemi N., Schofield K., Musilek P. A High-Resolution Reflective Microwave Planar Sensor for Sensing of Vanadium Electrolyte // Sensors, 2021. Vol.21. P.3759. https://doi.org/10.3390/s21113759
11. Kandwal et al., Surface Plasmonic Feature Microwave Sensor With Highly Confined Fields for Aqueous-Glucose and BloodGlucose Measurements // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2021. Vol. 70, P.1-9. https://doi.org/10.1109/TIM.2020.3017038
12. M.C. Cebedio, L.A. Rabioglio, I.E. Gelosi, R.A. Ribas, A.J. Uriz, J.C. Moreira Analysis and Design of a Microwave Coplanar Sensor for Non-Invasive Blood Glucose Measurements // IEEE Sensors Journal, 2020. Vol. 20(18). P.10572-10581 https://doi.org/10.1109/JSEN.2020.2993182
13. S. Kiani, P. Rezaei, M. Fakhr Dual-Frequency Microwave Resonant Sensor to Detect Noninvasive Glucose-Level Changes Through the Fingertip // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2021. Vol.70. P.1-8. https://doi.org/10.1109/TIM.2021.3052011
14. G. Govind, M. J. Akhtar Metamaterial-Inspired Microwave Microfluidic Sensor for Glucose Monitoring in Aqueous Solutions // IEEE Sensors Journal, 2019. Vol.19(24), P.11900-11907. https://doi.org/10.1109/JSEN.2019.2938853
15. C. G. Juan. Study of Qᵤ-Based Resonant Microwave Sensors and Design of 3-D-Printed Devices Dedicated to Glucose Monitoring // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2021. Vol.70, pp.1-16 https://doi.org/10.1109/TIM.2021.3122525
16. Почерняєв В.М., Повхліб В.С., Сивкова Н.М. Система автоматичного регулювання потужності передавача НВЧ для комбінованих мобільних цифрових тропосферно-радіорелейних станцій // Вісник НТУУ «КПІ», 2021. №84. с.40-47. http://radap.kpi.ua/radiotechnique/article/view/1692
17. Почерняєв В.М., Сивкова Н.М. Пристрій управління потужністю НВЧ на частково заповненому діелектриком прямокутному хвилеводі // Інфокомунікаційні та комп’ютерні технології, 2021. №1(01). с.81-89. https://visnicct.uu.edu.ua/index.php/icct/article/view/28/7
18. Почерняєв В.М., Сивкова Н.М., Магомедова М.С. Пристрій регулювання потужністю НВЧ на частково заповнених діелектриком прямокутних хвилеводах // Інфокомунікаційні та комп’ютерні технології, 2021. №2(02). с.161-171. https://visn-icct.uu.edu.ua/index.php/icct/article/view/49/36
19. Почерняєв В.М., Сивкова Н.М., Магомедова М.С. Обмежувач потужності НВЧ на частково заповнених діелектриком прямокутних хвилеводах // Інфокомунікаційні та комп’ютерні технології, 2022. №1(03). С.90-101. https://visnicct.uu.edu.ua/index.php/icct/article/view/69/55
20. Почерняєв В.М., Сивкова Н.М. Зовнішні параметри з'єднання прямокутного хвилевода, частково заповненого лінійним діелектриком з прямокутним хвилеводом, частково заповненим нелінійним діелектриком» // Вісник Університету «Україна», 2020. №1(24). с.100-105. https://visn-it.uu.edu.ua/old_site/article.php?full=vysnyk-606f1968be142
21. Почерняєв В.М., Сивкова Н. М., Магомедова М.С. Мобільна вузлова цифрова тропосферна станція // Системи озброєння і військова техніка. 2024, №4(76). C.6-15. https://journal-hnups.com.ua/index.php/soivt/article/view/1542/1408
22. Почерняєв В.М., Магомедова М.С., Сивкова Н. М. Мобільні цифрові тропосферні станції з комбінуванням просторово-рознесених сигналів // Системи управління, навігації та зв'язку, 2024. №3. С. 211-215. https://journals.nupp.edu.ua/sunz/article/view/3475/2896
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Vitaly Pochernyaev, Mariia Mahomedova, Natalia Syvkova, Oleh Yastreba

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.