复杂截百波导问题的计祘机解法

<正> 各种截面的规则波导,都具有完全确定的传播特性。矩形波导、园波导、某些三角形波导等,它们的截止波长和截止频率,都可用解析法求得精确解.单脊或双脊形波导、高次椭园波导、星形或月形波导、具有半园边的矩形波导等,它们的截止波长和截止频率往往无法用一般的解析法求解,而只能用数值法求得它们的近似值。本文阐述以变分法为基础的复杂截面波导问题的计算机算法,内容包括:赫姆霍兹方程的变分法求解,本征值的上限和下限,截止频率的计算格式和对计算结果的讨论等四个部分.     

脊位置不对称的双脊波导特征值的有限元分析

提出了用有限元法分析脊位置不对称双脊波导的主模截止波长,并给出了几种特殊情形下的场结构图,得到了主模截止波长分别在脊位置变化、脊宽变化及脊高变化时的变化规律.通过编程计算了不对称双脊波导的截止波长,给出了曲线图.计算结果与相关文献非常吻合,说明所编程序及所给数据是正确的.通过与相关文献对比发现,不对称双脊波导比对称双脊波导与单脊波导主模的截止波长更长.     

两种新型双脊波导传输特性的研究

为了寻找最佳传输特性的对称双脊波导结构,提出了三角形和倒梯形两种新型对称双脊波导．应用有限元分析方法计算了这两种新型对称双脊波导TE模式的传输特性,即截止波长和单模带宽．分析传输特性随对称脊波导结构尺寸的变化关系曲线,得到脊间距越小,单模带宽越高,且单模带宽最大达8.0173;倒梯形对称双脊波导的截止波长较同尺寸矩形、三角形和梯形大,最大达9.5．这些结果将为脊波导器件的小型化提供指导．绘出的主模与第一个高次模的场结构图表明,在三角形对称双脊波导的顶点处场强变化最大,能量损失大．     

宽带脊波导到同轴转换器的研制

介绍了一种新型后馈式宽带脊波导到同轴转换接头的分析设计方法,该方法采用模式转换和阻抗匹配的思想,通过切比雪夫型阶梯阻抗匹配枝节实现高低阻抗之间的过渡,并在脊波导和同轴线之间添加模式变换段改进接头的性能.详细分析了设计原理,给出了设计步骤,并用全波仿真软件进行了仿真验证.按照该方法设计并制作的650双脊波导到同轴宽带转换...     

山字脊波导传输特性分析

运用有限差分法在Matlab环境中分析了山字脊波导传输特性,给出了山字脊波导的主模截止波长、单模带宽和场结构,发现山字脊波导可以进一步实现波导小型化.     

一种新型介质填充单脊波导的传输特性分析

通过提出一种I型脊波导,并用有限元法对I型单脊波导的截止特性及单模带宽作了分析,给出了主模及第一高次模的场结构图,其截止波长与单模带宽都要远比同尺寸的矩形脊波导大.文中还进一步分析填充介质的I型脊波导的截止特性,结果表明,填充不均匀介质比填充均匀介质的脊波导截止特性更好.     

FDTD在分区填充脊波导中的应用

从时域有限差分的基本理论出发，对脊形波导中电磁场满足的边界条件进行了分析，计算了在加载正弦激励信号下分区填充脊波导中波的传输问题．仿真结果表明，在加入频率为2450MHz正弦激励信号的情况下，波导中场的各分量随时间呈正弦规律变化、沿传播方向呈现较快的衰减，且在介电常数较高的介质区域场分布较密．     

用保角变换结合矩量法计算均匀波导的最低截止频率

建立了一种计算波导内TE和TM波最低截止频率的新方法，该方法使用保角变换将波导截面变换为圆形区域，再使用矩量法数值计算波导中正规波形TE和TM最低截止频率，可方便地找到满足边界条件的全域基函数。     

脊波导半导体激光器模式特性研究与设计

利用有效折射率法求解了脊形光波导半导体激光器的模式场分布,采用数值计算得到有效折射率随波导厚度变化关系。通过对这种波导模式的分析,进行了单模脊波导的设计,提出了一种新器件结构。并运用Matlab进行模式模拟,分析结果表明器件有很好的模式特性。     

一种双U形缺陷地结构低通滤波器的设计

基于双U形缺陷地结构设计了一种低通滤波器。首先利用三维电磁场仿真软件分析了双U形DGS结构的S参数频响特性,然后利用该DGS结构加工制作了DGS结构低通滤波器,实验室测得该滤波器3 dB截止频率为3．26 GHz,通带范围内波纹最大是0．4 dB。插入损耗大于20 dB的阻带宽度为5．2 GHz。     

脊波导宽频带电磁参数测试技术

针对高损耗介质材料电磁参数的宽频带测试问题,提出了利用脊波导进行测试的新方法,建立了电磁参数测试系统,并采用TRL技术进行了系统校准。该方法仅用3个波段的脊波导即可覆盖2.0~18.0 GHz宽频带范围内的电磁参数测试,具有频带宽、体积小、测试精确度高等优点。     

高斯波包在截止波导中的传播

分析了电磁波传播时的超光速群速。对高斯波包在分段填充不同介质的波导中的传播情况进行了数值模拟,得到高斯波包通过截止区的群速和能速,并对其中涉及到的"超光速"问题作了一定的分析。通过模拟得出,在一定的截止区长度范围内和一定工作频率范围内,群速超过光速;并得到,波包的能量传播速度(能速)始终不会超过光速。     

规则隧道中长列金属物体对电磁波截止频率影响的研究

利用有限元方法系统地研究了机车、罐笼、金属支护立柱等长列金属物体对井下规则隧道中电磁波截止频率的影响,可知长列金属物体的存在使TE波模截止频率降低,而使TM波模截止频率升高．相比较而言,罐笼对电磁波截止频率影响最大,支护立柱影响最小,机车对电磁波影响的范围最大。     

FDTD法分析多连接波导的模式

采用时域有限差分法结合傅立叶变换方法,分析了非对称的混合波导和偏心圆波导的模式和场分布,得出了有工程实用价值的结果,为新型圆形横电磁波传输室和多连接波导的设计提供了理论基础.     

Ka波段微带检波器设计

介绍了一种中心频率为35 GHz,带宽为±2 GHz的混合集成检波器设计方法及测试结果。该检波器输入端口为标准矩形波导,通过对极鳍线实现波导到微带的过渡,采用高频电磁场仿真软件和微波电路CAD软件完成该检波器的设计。     

共面波导激励电磁体积力的数值研究

低频微波在共面波导传输线上是以准TEM(Transverse ElectroMagnetic)模的形式传播,其横向分布的电场和磁场相互作用能够激励出沿导带方向的电磁体积力.通过有限元-棱边元法数值分析了不同频率的激励源对共面波导周围场强分布的影响,并研究了处于特定环境下的共面波导周围的电场、磁场以及电磁体积力的分布情况...     

频散、声场干涉结构、波导不变量与消频散变换

浅海低频声场具有稳定的干涉结构,在距离-频率平面干涉结构可以由波导不变量概念统一刻画.回顾了频散、干涉结构和波导不变量概念的关系.综述、解释了作者等人新近引入的消频散变换,一种类似Fourier变换的双参数酉变换,变换可以同时消除多模频散.变换的惟一先验输入参数是β-不变量.给出了初步实验数据处理结果.首次将消频散变换引入处理耦合简正波和混响问题,解释并证明了消频散变换在这些问题中的有效性.