有耗介质导波结构的高次杂交四边形边缘元分析

本文提出了一种高次杂交四边形边缘元方法。讨论了这种高次杂交边缘元的有限元空间构造，给出了其形函数的显形表达式。这种方法不仅消除了伪解而且能直接求解传播常数，从而无需迭代便能分析有耗介质导波结构的传输特性。对矩形导和条形介质填充波导本征模传播常数的计算表明这种高次杂交边缘元的计算精度比低次杂交边缘元要高出一个量级。     

非对称单脊波导的积分方程法分析

基于积分方程法的分析途径,本文提出了计算任意截面柱形金属波导中基模和高次模的特征值和特征向量的数值方法。本文运用此方法对非对称单脊波导进行了深入的理论和实验研究,给出了该种波导的本征值、电中心线偏移量、壁电流分布、带宽特性、损耗和功率容量等的理论计算结果,这些结果对非对称单脊波导共线裂缝阵天线单元设计有着较高的实用价值。     

一种新的高次边缘元方法

讨论了一种新的高次边缘元方法，它不仅消除了伪解，并具有简单高效的特点．着重研究了二次边缘元的空间构造；给出了有关计算公式．对具有精确解的条形介质填充波导主模和高次模本征值的计算表明：二次边缘元方法的计算精度比一次边缘元提高约一个数量级．块状介质填充和衬底各向异性的微带线主模色散曲线的计算证实了该方法的精确性和广泛的适用性．     

非对称单脊波导的积分方程法分析

基于积分方程的分析途径，本文提出了计算任意截面柱形金属波导中基模和高次模的特征值和特征向量的数值方法。本文运用此方法对非对称单脊波导进行了深入的理论和实验研究，给出了该种波导的本征值、电中心线偏移量、壁电流分布、带宽特性、损耗和功率容量等的理论计算结果，这些结果对非对称单脊波导共线裂缝陈天线单元设计有着较高的实用价值。     

非对称单脊波导的积分方程法分析

基于积分方程法的分析途径，本文提出计算任意截面柱形金属波导中主模和高次模的特征值和特征向量的数值方法。本文运用此方法对非对称单脊波导进行了深入的理论和实验研究，给出了该种波导的本征值、电中心线偏移量、壁电流分布、带宽特性、损耗和功率容量等的理论计算结果，这些结果对非对称单脊彼导共线裂缝阵天线单元设计有较高的实用价值。     

波导本征值问题的多极理论分析

本文利用多极理论分析波导本征值问题.给出用多极理论分析波导本征值问题的使用规则和实施方法.实例计算结果表明,用多极理论分析波导本征值问题,不仅具有较高的计算精度,而且可以很方便地应用于波导工程问题的设计与计算,多极理论是一种有效的波导本征值分析方法.     

五角波导TM模截止波数的边界元分析

推导了常数单元边界元法求解波导本征值问题的矩阵计算公式，应用常数单元和线性单元边界元法计算五角波导TM模的截止波数，两种方法计算所得结果与文献中已有结果吻合良好。     

任意截面形状介质填充波导高次模求解的快速边缘元算法

本文提出了一种精确求解任意截面形状介质填充波导高次模的快速边缘元算法.数值实验表明:与以往算法相比,此算法所用内存巨幅减小,计算效率极大提高.具体数值研究了波导高次模求解精度和剖分疏密的关系.本文还计算了矩形空波导、条状介质填充波导、以及方块介质填充波导的本征模,与解析解或公布结果比较,证实本算法计算精度极高且不含伪解.最后本文还用开发的程序具体研究了内壁涂层波导的本征模.     

一种有效的三维光波导传输模式的数值计算方法

研究了一种有效的三维光波导传输模式本征值和本征向量的数值计算方法--反向迭代法,并用matlab语言实现了该数值计算方法对三维光波导基模和高阶模的求解. 本文所研究的反向迭代法是反幂法的一种改进形式.先从反向迭代法的基本数学原理入手,分析了反向迭代法的数值计算过程,以及收敛性和稳定性的判断.接下来,用波动光学的方法分析了三维波导的传输模式,得到了直角坐标下的亥姆霍兹方程,并对亥姆霍兹方程做了离散化处理.然后,将反向迭代法用于该方程的数值求解过程,并得到了三维波导所有可能的传播模式.由于该数值计算过程是直接对三维波导的亥姆霍兹方程进行处理,因此它对任意结构的三维波导都是适用的.通过对不同结构波导的计算表明反向迭代算法是一种处理三维光波导本征值与本征向量有效的计算方法,它不仅能求解三维光波导基模模式,而且也能较容易地搜索到高阶模模式,而这是其它数值计算方法很难办到的. 最后,为了验证所求传输模式数值解的正确性,用FDTD(时域有限差分)算法模拟了这些传输模式在三维光波导的传播过程.通过对输入场和传播过程中不同位置场分布的比较,结果表明该算法具有比较理想的精度.(PD8)     

脊波导族的多极理论分析

本文提出用多极理论准解析法计算不满足多极理论展开条件的脊波导本征值问题,介绍计算二维Helmholtz方程边值问题的多极理论准解析法计算规则,实例计算结果表明：多极理论准解析法具有较高的计算精度,是计算复杂截面波导本征值问题的一种有效方法,可以很方便地应用于复杂截面波导工程问题的设计与计算。     

波导本征值问题的有限元分析

本文简要讨论了波导本征值问题的有限元分析方法。给出了一个用有限元法求解波导本征值问题的标准程序。使用该程序可以获得一大类横截面周界由直线及圆弧围成的波导的各个本征值和本征函数。文中通过对十几种不同结构波导本征值问题的求解,证实了该程序的可靠性。     

矩-圆同轴波导的高次模特性

本文将正交展开法和伽略金(Galerkin)法相结合,提出了用于矩-圆(C-R)波导高次本征模的精确分析法。采用贝塞尔-傅立叶级数把这种分析法中使用的圆形和矩形坐标系合并起来。高次模的截止频率由奇异值分解(SVD)法来确定,计算结果与使用有限元法获得的结果相当一致。因为有解析形式的解,因此,本方法对于许多实际微波元件和电路的分析都是有用的。     

任意曲线槽波导色散和损耗特性的高次有限元分析

本文用高次有限元法分析了任意形状槽波导的色散和损耗特性.该方法的有效性和可靠性由实验和其它计算结果所证实.文中对诸如矩形、三角形、抛物、椭圆和余弦等形状的槽波导进行了系统的研究.计算结果表明,不同形状槽波导具有相近的色散特性,但损耗相差很大,其中V形槽波导损耗最小,大约是矩形槽波导的一半.文中给出的曲线可供设计槽波导元件和电路时参考.     

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。     

用电磁场算子理论求波导复合系统的本征值

该文用并矢格林函数方法通过虚拟边界的电场和磁场的耦合求解波导复合结构的本征值,所采用的并矢格林函数没有奇异项,可以用标量格林函数来表示并进行计算,因此不仅可以计算横电与横磁模的基模和高次模式,还可以计算存在两个孪生模式的复合系统。该文同时还对经典场论中常用的一些定理,如面旋度定理进行了探讨。     

任意曲线槽波导色散和损耗特性的高次有限元分析

本文用高次有限元法分析了任意形状槽波导的色散和损耗特性。该方法的有效性和可靠性由实验和其它计算结果所证实。文中对诸如如矩形，三角形，抛物，椭圆和余弦等形状的槽波导进行了系统的研究。计算结果表明，不同形状槽波导具有相近的色散特性，但损耗相差很大，其中Ｖ形槽波导损耗最小，大约是矩形槽波导的一半。文中给出的曲线可供设计槽波导元件和电路时参考。     

极坐标系中的B样条有限元法解波导本征值问题

本文提出了用极坐标系中的Ｂ样条有限元法解波导本征值问题，该方法有两个突出优点：（１）避免某些含曲线边界的波导截面的剖分误差；（２）改善尖角波导的计算精度，本文首先建立了极坐标系中Ｂ样条有限元方程，然后通过对圆形，扇形，双脊加圆形和心形波导本征值问题的实际计算，表明方法的有效性和实有价值。     

一种系统构造三角形杂交边缘元空间的新方法

近年来发展起来的杂交边缘元是一种消除伪解的有效方法。本文提出了一种能系统构造三角形杂交边缘元空间的方法。作为例子具体给出了一次和二次杂交边缘元插值函数的显形表达式，并且用它们分别计算了空波导，条形介质波导和有耗块状介质填充波导的传播常数。计算表明这种方法不仅能消除伪解，而且具有较高的计算效率，两种杂交边缘元计算结果的比较表明高次杂交边缘元的计算精度和收敛速率较低次元有明显的改进。     

过尺寸毫米波铁氧体移相器的工程设计

旋磁波导问题一般是利用驻波展开法导出耦合波方程组再求解。但这种方法由于数值实现比较困难，处理高次模问题有一定的局限性。文中提出利用Galerkin法求解本征模问题，即把波导中的电磁波用矩形波导基本波型函数展开，把波导模式问题进一步转化为矩阵特征值问题。在此基础上计算了过尺寸铁氧体移相器各阶传播模式场型分布，并给出了有关工程设计曲线。     

B样条有限元法解波导体征值问题

本文引入Ｂ样条有限元法计算波导本征值问题。该方法不但计算精度高，而且能保证场量横向分量应有的连续性。文中首先建立求解波导本征值问题中的Ｂ样条有限元方程，然后介绍矩阵元素的计算方法，最后通过两个典型算例计算，表明方法的应用特点和价值。