Исследование неоднородных и продольно-нерегулярных металло-диэлектрических электродинамических структур и расчет функциональных узлов на их основе

• Автор: Титаренко, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 252 с.

Содержание:
Введение

Глава1. Анализ многослойных и градиентных диэлектрических волноводов

1.1 Анализ многослойных и градиентных планарных диэлектрических волноводов

1.2 Особенности численной реализации подхода

1.3 Результаты численных экспериментов

1.4 Анализ направляемых симметричных волн в многослойных и градиентных круглых диэлектрических волноводах

1.5 Особенности численной реализации предложенного подхода

1.6 Результаты численных экспериментов

1.7 Выводы
Глава2, Электродинамический расчет экранированных волноводов с частичным диэлектрическим заполнением сложного профиля
2.1 Постановка задачи и вывод расчетных формул
2.1.1 Расчет симметричного гребневого волновода
2.1.2 Расчет “многоступенчатого” гребневого волновода
2.1.3 Методика расчета прямоугольного экранированного волновода с частичным диэлектрическим заполнением
2.2 Особенности численной реализации разработанных алгоритмов
2.2.1 Построение расчетных алгоритмов
2.2.2 Проверка правильности получаемых результатов
2.3 Результаты численных экспериментов
2.3.1 Свойства гребневых волноводов
2.3.2 Анализ связанных структур
2.3.3 Анализ направляющих систем с периодическим и плавным профилем поперечного сечения
2.3.4 Расчет волн с комплексными значениями постоянной распространения в прямоугольных волноводах с частичным диэлектрическим заполнением
2.4 Выводы
ГлаваЗ. Моделирование и расчет многоступенчатых и плавных переходов для устройств КВЧ и оптического диапазонов
3.1 Постановка задачи
3.2 Особенности численной реализации рассматриваемого подхода
3.3 Результаты численных экспериментов
3.3.1 Анализ ступенчатой неоднородности в планарном диэлектрическом волноводе
3.3.2 Анализ плавных переходов в планарных открытых волноводах
3.4 Задача дифракции на стыке двух волноводно-щелевых линий с учетом комплексных волн
3.4.1 Постановка дифракционной задачи
3.4.2 Алгоритм решения дифракционной задачи
3.4.3 Численные результаты
3.5 Выводы
Глава4. Электродинамическое моделирование радиальных сумматоровделителей мощности СВЧ диапазона
4.1 Постановка задачи и вывод расчетных алгоритмов
4.1.1 Расчет коаксиально-радиального перехода
4.1.2 Согласование коаксиально-радиального перехода
4.1.3 Расчет радиально-полоскового перехода
4.1.4 Расчет коаксиально-радиально-полосковой структуры
4.2 Численная реализация разработанных алгоритмов
4.2.1 Алгоритмы расчета коаксиально-радиального перехода
4.2.2 Алгоритм расчета радиального-полоскового перехода
4.2.3 Особенности программной реализации полученных алгоритмов
4.3. Анализ численных результатов
4.3.1. Проверка корректности МЧО с выделенной областью
4.3.2. Расчет бесконечного фланца
4.3.3. Расчет коаксиально-радиального перехода
4.3.4 Расчет согласованного коаксиально-радиального перехода
4.3.5 Расчет радиально-полоскового перехода
4.3.6 Расчет коаксиально-радиально-полосковой структуры
4.4 Результаты экспериментального исследования
4.5 Выводы
Основные выводы и результаты
Литература

В2-к2п
коэффициент фазы В = —- Р " , (п - максимальное значение показа-
(птах-пп)к
теля преломления в волноводе). Из графиков видно, что сходимость решений наступает при К ~ 15-20. Отметим при этом, что в данном случае градиентные профили разбивались на слои одинаковой ширины. Такое разбиение, вообще говоря, не является оптимальным для профилей (2) и (3), поэтому сходимость в этих двух случаях может быть еще улучшена.
Таким образом, для моделирования градиентных волноводов можно пользоваться многослойной моделью с достаточно большим числом слоев. Очевидно, что значение К, при котором наступает сходимость, сильно зависит от формы профиля показателя преломления, поэтому для каждого профиля оно должно определяться путем численных экспериментов.
На рис. 1.46 показаны дисперсионные характеристики простейшего вида пленочного волновода со ступенчатым профилем показателя преломления (рис. 1.4а). Из рис. 1.46 видно, что с увеличением частоты постоянная распространения р монотонно стремится к величине к0пд (к0 - волновое число свободного пространства, - показатель преломления планарного волновода), что объясняется "втягиванием" электромагнитного поля в область с максимальным значением показателя преломления, т.е. в пленку.
Существенный интерес представляет также частотная зависимость скорости переноса энергии в волноводе (групповой скорости), которая определяется выражением угр=|“- Исследование этой зависимости выявляет
некоторые свойства волновода, не проявляющиеся на частотной зависимости Р. Так, например, анализ графиков на рис.1.4в говорит о том, что у каждой волны ступенчатого планарного волновода существует локальный минимум ее групповой скорости, что невозможно визуально определить из графиков на рис. 1.46. Наличие этого минимума объясняется перераспреде-