變形脊波導(dǎo)傳輸特性的有限元研究.pdf

1、脊波導(dǎo)具有較低的截止頻率、較寬的單模帶寬及較低特性阻抗等優(yōu)點，近年來使脊波導(dǎo)元器件在雷達、通信系統(tǒng)及微波信息處理中得到了廣泛應(yīng)用。波導(dǎo)傳輸特性問題的分析是微波理論與技術(shù)領(lǐng)域中重要的實際問題之一，它是研究微波傳輸線和設(shè)計相關(guān)波導(dǎo)元件的基礎(chǔ)。
　　有限元法是一種用于求解微分方程組或積分方程組數(shù)值解的數(shù)值分析方法，該方法是以變分原理為理論基礎(chǔ)發(fā)展起來的，能夠有效的解決大多數(shù)物理和工程問題。
　　波導(dǎo)的截止波長、單模帶寬、衰減常數(shù)、

2、功率容量和特性阻抗等特性參數(shù)是衡量其傳輸性能的重要指標。針對脊波導(dǎo)器件在生產(chǎn)、裝配及使用中可能產(chǎn)生的變形，本文在MATLAB環(huán)境下運用有限元法，主要研究錯位變形和受力變形對矩形單脊波導(dǎo)和梯形單脊波導(dǎo)傳輸特性的影響。通過編程對不同結(jié)構(gòu)尺寸的變形脊波導(dǎo)橫截面進行剖分、數(shù)值計算及數(shù)據(jù)處理。給出了傳輸特性參數(shù)隨脊波導(dǎo)尺寸、變形程度和填充介質(zhì)相對介電常數(shù)的變化關(guān)系。本文核心內(nèi)容分為兩大部分，即變形對非填充脊波導(dǎo)傳輸特性的影響和變形對介質(zhì)填充脊波導(dǎo)

3、傳輸特性的影響。
　　研究結(jié)果表明，對于非填充脊波導(dǎo)，隨著脊波導(dǎo)變形程度的增大，衰減常數(shù)增大，功率容量和阻抗減小，其中下側(cè)受力變形對脊波導(dǎo)的特性參數(shù)影響最大，這主要是因為脊波導(dǎo)的場分布主要集中于脊中心位置處，下側(cè)受力變形對場分布影響較大，因此下側(cè)受力對其特性參數(shù)影響也較大。脊波導(dǎo)部分填充后，隨著填充介質(zhì)介電常數(shù)的增大截止波長、衰減常數(shù)、功率容量和阻抗增大，單模帶寬減小。與非填充脊波導(dǎo)相類似，下側(cè)受力變形對介質(zhì)填充脊波導(dǎo)的特性參數(shù)也