基于矢量波函数空间算子理论的波导系统有限元分析

该文介绍了一种能够消除非物理模的波导系统的有限元分析方法,从矢量波函数空间的偏微分算子理论出发,推导出具有简洁而自洽数学形式的完备的电磁波基本方程组,将电场矢量用两个标量函数表示,并用有限元法对这两个标量函数进行数值求解,从而得到了波导系统的有关参数,文中以加载膜片波导和E面矩形波导阶梯为例说明了这一分析及计算过程。     

有限元法的脊位于窄边的脊波导特征值分析

提出用有限元方法分析位于窄边的脊波导主模的截止波长和场结构图以及单模带宽特性，推导出用有限元法计算相关参数的计算公式。编程计算了双脊、单脊和不对称脊波导的特征值，求解了三种脊位于窄边的脊波导的传输特性，并给出了截止波长和单模带宽曲线以及场结构变化。     

不对称脊波导的传输特性

提出了用有限差分方法分析不对称脊波导主模的截止波长和场结构图等传输特性，推导出用有限差分方法计算相关参数的公式。脊波导中主模的截止波长可随脊位置的变化而变化。文中编程计算了不对称脊波导、L型波导脊位置变化时截止波长和场结构的变化规律，给出了计算数据和曲线图。计算结果与相关文献非常吻合，证明文中提出的计算方法和计算结果是正确和可行的。     

基于有限元法的脊波导特征值分析

本文将有限元法引入到双脊、单脊和不对称脊波导特征值的分析中,求解出了三种脊波导的特征值,并给出了截止频率和主模带宽曲线。     

脊波导各种参数的计算

给出脊波导的主要参数：主模截止波长、脊波导单模工作带宽、脊波导特性阻抗、脊波导功率容量、脊波导衰减，及各参数的完备计算方法、部分参数的修正曲线。     

基于有限元法的脊波导特征值分析

本文将有限元法引入到双脊、单脊和不对称脊波导特征值的分析中，求解出了三种脊波导的特征值，并给出了截止频率和主模带宽曲线。     

基片集成脊波导传输特性的研究

将构成基片集成脊波导脊的一排金属针等效成实金属脊。基于基片集成波导等效宽度计算公式推导了基片集成脊波导等效脊宽的计算公式。运用横向谐振法推导了TEm0模基片集成脊波导截止频率的计算公式,同时运用这些公式分别计算了TE10模、TE20模和TE30模基片集成脊波导的截止频率,并与仿真软件计算的结果和参考文献所给结果进行了比较。结果显示:利用所给公式计算的结果具有较高的精度,且使用方便。此外,还研究了截止频率与脊宽和脊隙之间的关系,对一种适合宽带应用的宽脊结构进行了讨论。     

用FDTD法分析对跖脊波导的带宽特性

提出用时域有限差分（FDTD）法分析对跖脊波导的主模单模带宽,并与相关文献报道的结果进行比较,计算结果表明：FDTD法具有较高的计算精度,可以很方便地用于波导传输特性分析。用FDTD法计算了脊位置、脊宽及脊高变化时对跖脊波导的主模单模带宽,给出了主模单模带宽分别在脊位置变化、脊宽变化及脊高变化时的变化规律,为对跖脊波导的设计和工程应用提供参考数据。     

填充介质倒梯形脊波导截止特性的有限元分析

为了寻找最佳截止特性的填充介质脊波导结构,提出了填充介质倒梯形对称双脊波导.采用有限元法借助MATLAB软件计算了填充介质倒梯形对称双脊波导在TE模式下的截止特性,即主模截止波长和单模带宽.绘制出主模场结构图,并分析脊波导截止特性与填充介质相对介电常数之间的关系,给出了关系曲线图.这些结果将对填充介质波导的设计和工程应...     

脊波导TM模的FDTD分析

为了进一步分析脊波导,应用FDTD研究了脊波导在TM模式下脊位于不同位置时的TM11模式截止频率＋并给出了单脊波导的TM11模截止频率在脊位于不同位置时变化规律,还有TM模瞬态场图和频谱图。     

Ridged Waveguides for Ultra-Broad-Band Light Modulators

The electromagnetic field of the dominant mode propagating in the inhomogeneously dielectrically loaded double ridged waveguide is given in terms of a modal series expansion. The numerical evaluation of the propagation constant reveals a remarkably linear dispersion diagram in close agreement with measurements performed in the 8-40-GHz range. Based on this analysis, the bandwidth of a ridged waveguide CO/sub 2/ -laser modulator is calculated to exceed 40 GHz, when a 25-mm long CdTe crystal is used as electrooptic material.     

含铁氧体片的脊形和槽形波导的准TEm0模解

用模式匹配法精确分析铁氧体片对称放置的脊形和槽形波导的准TE_m0模,并对几种特殊情形进行计算,结果与文献吻合.进一步计算结果表明含铁氧体片的脊形波导具有宽频带特性,含铁氧体片的槽形波导具有较大相位移.由于考虑了高次模,此方法较目前文献提及的方法更为精确.     

脊位置变化对窄边双脊波导主模带宽的影响

提出用时域有限差分（FDTD）法分析窄边双脊波导主模的单模带宽。通过对宽边双脊波导带宽的分析及与相关文献报道结果的比较验证了FDTD方法分析波导带宽问题的有效性;用FDTD方法计算了脊位置、脊宽及脊高变化对窄边双脊波导主模带宽的影响,计算结果表明：与传统的双脊波导相比,窄边双脊波导减少了单模带宽,可用作脊带宽滤波器。     

Modal-S-Matrix Design of Optimum Stepped Ridged and Finned Waveguide Transformers

Optimum stepped transformers from rectangular waveguide to ridged and all-metal finned waveguides are designed with the method of field expansion into eigenmodes, which includes higher order mode interaction between the step discontinuities. Computer-optimized design data are given for a Ku-band ridged waveguide prototype with a ridge width of 1 mm, as well as for Ku-band and E-band finned waveguide transformers with commercially available metal fin thicknesses of 0.19 mm and 0.1 mm, respectively, suitable for metal-etching manufacturing technique. The optimum designs achieve a minimum return loss of about 36 dB, or 34 dB for the whole Ku- or E-band, respectively. The theory is verified by comparison with measured results.     

The TE/sub 00/ waveguide mode - the "complete" story

A partial eigenfunction expansion of the electric-type dyadic Green's function used in aperture-coupled waveguide problems is discussed in connection with the traditional Green's function expansion in terms of the waveguide modes. Based on the principles of distributions, the delta-function term is extracted from a double series, resulting in the complete representation of the Green's function in the source region. This, in turn, is related to inclusion of the term with zero indices in the computation of the double-series expansion, even though it does not correspond to any waveguide mode. The effect of exclusion of this term from the series, and controversies over published results in the analysis of slotted-waveguide couplers and radiators, are illustrated.     

Mode Matching Analysis of a Tapered Coaxial Tip in a Parallel-Plate Waveguide

A tapered coaxial tip in a parallel plate waveguide is investigated. A boundary-value problem of electromagnetic scattering from a tapered coaxial monopole is solved rigorously based on the Fourier transform, eigenfunction expansion, and mode matching. Scattering parameters are represented in a series and computed to understand the behavior of the scattering in terms of the coaxial tip geometry.     

一种判断波导接头模匹配解相对收敛程度的方法

本文从模式隅合的概念出发,详细探讨了波导接头模匹配解的物理意义,并根据Auda和Harrington(1983)的结论导出了一个重要的关系式。该式可用于判断波导接头参数模匹配解的相对收敛程度和确定接头两侧波导模式数的正确比例,从而使为修正而必须进行的两次计算的工作量与一次计算的工作量相当。本文通过两例不同脊高的脊波导接头的模匹配解的具体过程,说明该方法具有较高的实用性和广阔的应用范围。