一种数值求解慢波结构色散曲线的新方法

运用场匹配法，推导出一种原则上可数值求解任意圆柱轴对称周期结构慢波波导冷腔TMon模色散曲线的方法。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序，计算结果与多维全电磁模拟软件结果的相对误差在1％之内。由于采用了数值积分算法，该方法的计算速度比传统的Bessel函数泰勒级数展开法更快。     

各向同性手征媒质均匀填充手征波导中的耦合波方程

本文从麦氏方程组和手征媒质的本构关系出发，运用耦合波理论，对各向同性手征媒质均匀填充的手征波导中存在的耦合孪生模式的电场和磁场矢量进行了推导并得到耦合波方程组的一般表达式，同时指出了在弱耦合近似条件下，应用微扰原理求解耦合波方程组的一般思路，为从耦合波的观点来分析手征波导中的各种不连续问题提供了一条新的理论途径。     

含电子束任意轴对称周期慢波结构色散曲线的数值计算

运用场匹配法，提出一种可求解包含电子束的任意轴对称周期慢波结构TMOn模色散曲线的数值方法；该方法具备较强的通用性和推广性，对设计具有周期性慢波结构的契仑柯夫类高功率微波源器件，有着重要的指导性意义。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序，以算例的形式验证了本数值算法的可靠性，计算出的冷腔色散曲线结果与多维全电磁模拟软件的模拟结果作了比对，二者相对误差在1％之内，计算结果准确可靠。由于采用了数值积分算法，在计算波纹波导色散曲线时，该方法与Bessel函数泰勒级数展开法相比具有计算速度快的优点。     

用区域分裂法求解波导不连续性问题

基于区域分裂法（DDM）结合频域有限差分（FDFD）和波导模式展开求解矩形波导不连续性问题，在矩形波导的规则部分用解析的方法把电磁场用波导模式展开，不规则部分用FDFD方法建立关于各离散点电磁场值的方程，各个相邻的子区域间用Depres传输条件连接，通过迭代得到整个区域的解，计算了几个波导不连续性问题的散射参数，结果和其它方法结果吻合较好，证明了该算法的正确性。     

太赫兹波在二维光子晶体波导中的传输特性研究

首先用平面波展开法(PWM)计算了二维光子晶体的能带结构,然后提出了适合THz 波传输的光子晶体波导模型,并采用时域有限差分法(FDTD)研究了THz波在这种波导中的传输特性.在波导的输入输出口采样场值经过傅立叶变换以后进行比较,结果很合理.分析结果表明,位于光子晶体禁带内的THz波在这种波导中的传输是几乎没有损耗的,这为开发性能优良的THz 器件提供了理论依据.     

螺旋波纹波导中的返波

从螺旋波纹波导的一般性耦合波传输方程出发,根据螺旋波纹波导的模式耦合规则给出该波导内返波的耦合波方程和色散方程并分析其色散特性,由此分析螺旋波纹波导返波管的工作机理,并通过耦合波理论计算出本征模式中场的分布情况.     

Rotman透镜多波束形成网络的数值分析

本文利用平板波导模型法与轮廓积分方程法结合分析了一种重要的多波束形成网络－Ｒｏｔｍａｎ透镜,首先建立了考虑色散效应的透镜的等效平板波导模型,然后选择适当的波导模式展开透镜端口上的场,并利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ法求解其边缘上电场满足的轮廓积分方程即可得到透镜的多模式散射参数,再根据网络思想,将端口存在的高阶模作为加载,从而得到主模激励的散射参数,计算结果与实验结果吻合得很好。     

色散对圆柱形光子晶体波导传输模式的影响

利用材料的色散关系和特征矩阵法研究了一维圆柱形光子晶体波导中TE波和TM波模式禁带的变化特征,得出了TE波和TM波模式禁带随色散强度、色散厚度的变化规律.色散强度和色散厚度都会对一维圆柱形光子晶体波导中TE波和TM波的模式禁带产生影响.利用TE波和TM模式禁带随色散强度、色散厚度的变化规律,可实现对一维圆柱形光子晶体波导中TE波和TM波各传输模式的有效控制.     

基于三芯光纤的波分解复用器的研究

本文设计了基于常规线型排列三芯光纤的新型波分解复用器,比起基于多芯的光子晶体光纤的波分解复用器,该波分解复用器有着容易制作,且易于与常规光纤对接的优点。由耦合理论可知,对于两个失配的平行光波导,两波导的模式耦合是不完全的。通过设计使两个非对称平行光波导在某波长上传播常数匹配,此时两个波导就可完全耦合,从而实现滤波。通过选择合适的光纤长度,使得在光纤的输出端,不同波长的光从不同的波导端口输出,实现波分解复用的功能。本文利用全矢量光束传播法仿真发现,在1cm处可以实现波长1.31um和1.55um光的解复用。     

折叠波导慢波电路的传输特性

研究了新型慢波结构折叠波导慢波电路的传输特性 ,利用等效电路法计算了折叠波导电路的色散特性、耦合阻抗和止带。分析和计算表明 ,该电路很适合用作短厘米波和毫米波大功率行波管的慢波结构。     

背脊波导移相器高次模特性研究

背脊波导移相器可以明显提高差相移效率,已引起广泛重视。对这种移相器的高次模特性研究得还不很彻底。本文采用行波展开法研究了这种器件的高次模特性,并指出背脊波导移相器无法令所有高阶模式都截止,但通过合理设计可以让高次模与主模的耦合很小,达到尽量减小高次模的目的。     

改进型圆-矩波导模式转换器的研究

在某些特定频段上,传统的圆-矩波导模式转换器无法满足其性能要求。针对这一问题,提出一种结构紧凑、反射系数小且波形转换效率高的改进型波导模式转换器,其工作在4.7 GHz,带宽800 MHz。采用切比雪夫阻抗法对其进行理论分析,并计算得到结构尺寸。最后测量结果与仿真结果吻合良好,在工作频带内电压驻波比均小于1.1,证明了该方法的可行性。     

对称单负材料平面波导的波导模

基于经典电磁理论建立了芯层为单负材料的对称三层平板波导的导波方程,采用图解法研究了该波导中的TE和TM波导模,分析了TE波导模和TM波导模会受波导参数μ1/μ2和R的影响,给出TE模和TM模解的横向场分布图.结果显示,在单负材料的对称三层平板波导中只存在慢波导模,TE慢波模只能在磁负材料中传播,TM慢波模只能在电负材料...     

波导E面分支定向耦合器的改进模匹配和网络分析

本文用多模网络理论与严格场匹配相结合的方法,对波导E面分支定向耦合器作了分析。在分析过程中将电磁场分量用各次LSE~x模叠加来展开,而不是用TE模和TM模来展开。同时通过模匹配将场的问题转化成网络的问题来处理。这样本文方法在不影响计算精度的情况下,具有运算量小,清晰简捷的优点。     

从物理概念理解矩形波导的导波模式

本文从导体边界条件出发,解释矩形波导内不能存在TEMz模式,并分析TE_m0^z模式的场结构。根据波数和驻波概念解释导波的截止与传播以及导波的快波特性。从方向阻抗概念得到模式的波阻抗,最后由色散方程解释导波的色散特性。本文从物理概念推导出导波模式的各种特性,更有助于学生对导波模式的理解。     

W波段回旋行波管输出结构的优化设计*

在回旋行波管的设计过程中,输出结构性能的高低直接影响到整管增益的高低以及输出功率的大小。采用切比雪夫渐变波导作为耦合输出段,通过对轮廓线的计算程序进行改进,将中心频率作为可变量进行了修正。仿真结果表明,长度为75mm改进后的切比雪夫渐变结构不仅能抑制工作模式向杂模TE02和TE03的耦合,还能有效减少工作模式的反射。在整个工作频段内,杂模TE02和TE03的耦合系数分别低于-33dB和-65dB,TE01模的反射系数低于-20dB,TE01模的传输系数高于-0.01dB。     

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.     

铌酸锂波导调制器的相位漂移机理

铌酸锂波导调制器的相位漂移是其主要失效模式之一.分析了外电场、温度、机械应力等外场作用对铌酸锂波导调制器相位稳定性能的影响,并提出了相应的解决措施,以提高铌酸锂波导调制器的调制相位稳定性.     

聚合物PMMA/DR1条型单模光波导传输损耗的测量

本文用光漂白法制备出了有机聚合物PMMA/DR1条形单模光波导 ,分析了波导损耗产生的各种来源。采用了一种简便的优化端面耦合法来消除入射波与导波模式间失配引起的损耗 ,以此来测量波导的其它损耗     

5层金属包覆介质波导的模式特性研究

采用有限元方法(FEM)对具有复折射率的金属包覆5层平板波导和矩形波导的折射率及模场分布进行了求解并进行了定性的分析。得到了5层平板波导的模折射率随芯层厚度、缓冲层厚度和金属层厚度的变化关系;给出了等离子体表面模的模场分布演变,揭示了在缓冲层变化时等离子体表面波向普通TM模式及低阶TM模向高阶TM模的演变过程：计算了二维结构5层矩形波导的模折射率随缓冲层厚度、芯层厚度和芯层宽的变化关系。结果表明,在二维结构的金属包覆波导中存在多种等离子体表面模,在缓冲层的变化过程中其TM模同样存在模式转变过程。并给出了部分等离子体表面模的模场分布;在金属层的影响下,TM模式的模场分布受到扰动,并给出了受扰动的低阶TM模的模场分布。