本征权边界积分法解任意截面波导传输问题

本文选取本征函数作为权函数,由格林第二恒等式建立边界积分方程,并采用边界基形式得到线性齐次方程组。这种方法不仅降低了系数矩阵的维数,而且使其各项仍保持为简单一项,减少了计算量.本文提供了几种常见金属波导的例子,计算结果既收敛快、又足够准确。     

THE NUMERICAL SOLUTIONS OF CUT-OFF FREQUENCIES IN TWO-DIELECTRIC LAYERED WAVEGUIDE BY USING BOUNDARY ELEMENT METHOD

This paper diseusses the general principle of finding the cut-off frequencies in two-dielectric lay-ered waveguides by using the boundary element method,based on the fundamental solution of a twodimensional Helmholtz equation.In terms of the formulae given in the paper,some numerical resultsare obtained for two commonly used configurations.The fimal results show that the method is of an appre-ciable precision.     

The novel boundary integral equation method for solving arbitrary cross-section waveguides

A novel method for solving arbitrary cross-sectionn waveguides is presented. The novel method is a modification of the eigen-weighted boundary integral equation method; the EWBIEM is modified by using the eigenfunction of a fictitious regular boundary as weighting function, whose eigenvalue may be the known value, and meanwhile using the domain-bases. To confirm the validity of the novel method, numerical analysis are presented for circular groove guide as an example.     

NETWORK ANALYSIS OF EIGENVALUE PROBLEM FOR MULTILAYER DIELECTRIC WAVEGUIDE CONSISTING OF ARBITRARY NUMBER OF LAYERS

In this paper,the eigenvalue problem of a multilayer dielectric waveguide consisting of arbitrarynumber of layers is solved by the microwave network method.A general program with the function of com-puter graphics has been developed for analyzing the dispersion characteristics and the electromagnetic fielddistributions of an N layer dielectric waveguide.As an example of practical applications,the procedure ofmode conversion and mode separation in dielectric branching waveguides is vividly demonstrated throughanalyzing the field distributions of asymmetric multilayer dielectric structures and the general rules of modeconversion are discussed.     

梯形截面介质光波导的模方程

本文简化了有效折射率法和WKB法对梯形截面介质光波导传输特性的分析过程,给出了计算E_(mn)~X模有效折射率的近似模方程,并用数值计算结果和实验结果检验了该模方程的精度。     

二维扩散方程边界元解法中的四重奇异积分计算

对二维热传导方程的Dirichlet初边值问题,采用带时间变量的基本解,利用基于单层位势的间接边界积分方程及其等价的Galerkin变分形式求解,该方法涉及到与时空相关的四重奇异积分的计算.在采用常单元离散的情况下,推导了具体实施数值计算所需的积分公式,完成了数值实验,验证了该方法的有效性和可行性.     

THE INTEGRAL EQUATION METHOD FOR SOLVING PROBLEMS OF DISCONTINUOUS DIELECTRIC STRUCTURE

From the mode-marching method,by doing some transforms and derivations,the scatteringand propagation integral equations for solving the problems of discontinuous dielectric structure are ob-tained.The necessary and sufficient condition for the existence of solution of propagating equations is giv-en.It is really the dispersion equation of the dielectric structure.As an example,a succinct solution ofone-step discontinuous dielectric structure is derived.     

矩量法精确求解磁场积分方程的有效方法

矩量法求解磁场积分方程（MFIE)迭代收敛快,但计算精度不高. 通过提取和处理MFIE积分核中的强奇异点,并采用积分域变换消除方程中残留弱奇异性的方法,使矩量法求解MFIE能达到良好的精度. 计算了模型的雷达散射截面（RCS）MFIE计算结果与电场积分方程（EFIE）结果吻合良好,误差小于0.5 dB,且收敛性优于EFIE,验证了算法的有效性.     

基于积分方程区域分解算法的研究进展

介绍了近年来用于电磁建模的积分方程区域分解算法（domain decomposition method,DDM）.DDM是一种基于"分而治之"策略的框架性算法,为复杂电磁问题的求解提供了一种灵活的技术途径.结合国内外研究动态详细介绍了三类积分方程DDM,即重叠型积分方程DDM,非共形、非重叠型积分方程DDM以及基于等效原理的积分方程DDM,并通过数值算例说明了这些算法的优缺点.最后总结了积分方程DDM的主要挑战以及展望.     

波束波导电磁传输问题的积分方程数值解

应用积分方程数值方法建立了任意形状波束波导中电磁传输问题的物理模型;在馈电端用模式匹配方法分析端口匹配状况,基于等效原理建立波导的场激励模型,应用边界积分方程匹配波导的理想电导体（PEC）边界条件,最后,通过矩量法（MoM）和多层快速多级子算法（MLFMA）等数值算法给出了波束波导电磁传输和口面辐射的场解。数值实例证明了上述分析方法对于电大尺寸波束波导电磁传输问题的有效性和精确性。     

圆形槽波导到矩形波导结的有限元分析

设计基于圆形槽波导的元件经常会用到圆形槽波导到矩形波导结.应用有限元法(FEM)分析了N端口波导结.采用完全匹配层(PML)将槽波导的开放边界截断为有限区域,然后对圆形槽波导到矩形波导结的散射特性进行了数值计算,得出的散射参量为圆形槽波导振荡器输出结构的优化设计提供了依据.     

笛卡尔展开算法高效求解增广电场积分方程

将多层快速笛卡尔展开算法(Multilevel Accelerated Cartesian Expansion Algorithm,MLACEA)用于求解理想导体目标的增广电场积分方程(Augmented Electric Field Integral Equation,AEFIE),详细推导了基于AEFIE-矩量法(Method of Moments,MoM)的MLACEA算法的具体实现过程.计算实例表明,在求解低频电磁散射问题及电路问题时基于AEFIE-MoM矩量法的MLACEA算法既具有非常高的计算精度、又可大幅度降低MoM的计算复杂度,使得其计算量和计算机内存需求可由原来MoM的O(N2)量级降低至MLACEA算法的O(N)量级.     

椭圆形波导管中对空间立体角积分的计算方法

利用任意闭合曲面对曲面外任一点所张立体角为零的特点将椭圆形波导管中对波导管侧面的积分转变为对椭圆形波导管横截面的积分 ,在轴向采用线性插值函数的条件下对椭圆形波导管横截面的积分简化为一维积分。     

复杂形状带线电极谐振特性数值分析

为研制能产生超宽边带光谱的电光调制器，引入了具有复杂形状的调制器带线电极，为确定该电极在宽频带内的谐振频率，提出了一种结合了平面波导模型方法和边界元素方法的数值计算方法，在保证足够精度的基础上对形状复杂的调制器电极进行了简化求解，并巧妙运用高斯型求积公式较为精确地求解了边界积分方程，数值计算结果与实验结果基本相符。     

三维目标电磁散射的自适应积分方法

应用自适应积分方法并结合邻近组预条件求解三维导电目标的电磁散射.通过建立辅助基函数将三角形分域基函数映射到矩形网格中,并将格林函数离散变换为具有Toeplitz特性的矩阵.用快速傅立叶变换加速迭代求解中的矩阵和矢量相乘,该方法极大的减少了内存需求和CPU时间,其存储量和运算复杂度分别为低于O(N1.5)和O(N1.5logN)量级.应用邻近组预条件技术进一步降低了迭代求解所需的迭代次数.数值结果表明了该方法的准确性和高效性.     

时域电场积分方程的稳定求解

提出了一种基于时域电场积分方程的稳定精确数值方法计算任意形状理想导体的时域散射.矢量位的时间导数采用中心差分近似,而标量位采用时间平均表示,并且标量位和矢量位在单元上随时间变化采用单元中心处的值来计算.将该方法与隐式方法相结合可以得到稳定精确的求解结果,而不必对电流密度进行时间或空间平均的处理过程.从模拟结果证明了该方法的稳定性和精确性.     

积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究

基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。     

积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究

基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。     

基于并行FDTD方法分析表面等离子波导的特性

设计了一种双L形表面等离子体矩形环谐振器波导,采用并行时域有限差分方法,对这种波导的传输特性随几何结构参数的依赖关系进行了分析.计算结果表明通过改变输入/输出光波导的结构参数,可以调节该波导的消光比和频率选择特性.该波导结构能够有效地抑制后向辐射干扰并且大幅度地提高其场消光比,这使得此类谐振器结构更具有功能性.     

用有限差分光束传输法分析过渡波导损耗

为了减小弯曲过渡波导和斜坡过渡波导的功耗,设计研究了几种过渡波导形状函数,并用有限差分光束传输法进行了模拟分析,发现过渡波导形状的选取与坡度和曲折角存在一定的条件关系,经总结给出了该条件关系表达式;并且,在分析计算不同形状过渡波导损耗的过程中,凸现出了有限差分光束传播法在光波导器件及其单元器件模拟分析中的直观性与方便性。