時(shí)域有限元法與模匹配法的混合方法.pdf

1、在該論文中,研究模匹配與時(shí)域有限元法結(jié)合的混合方法,用于求解波導(dǎo)中不連續(xù)問題的時(shí)域解.在這一研究內(nèi)容下,主要研究四個(gè)方面的問題:(1)在完成金屬波導(dǎo)傳輸線方程時(shí)域形式的基礎(chǔ)之上,應(yīng)用有限積分技術(shù),把波導(dǎo)特征模式的色散傳輸線方程,化簡為一組新的一階偏微分方程組,該邊值問題屬一維Dirichlet邊值問題,從而便于用蛙跳格式求解,由于是在一維中計(jì)算,該方法具有很高計(jì)算效率和精度,從而避免了以往為得到金屬波導(dǎo)中特征模的時(shí)域響應(yīng)特性,須要求解二

2、階方程,或用時(shí)域有限差分方法求解三維問題的方法,對于后者來說,計(jì)算有時(shí)是不準(zhǔn)確的,或是很耗時(shí)的例如計(jì)算諸如圓波導(dǎo)、橢圓波導(dǎo)等其它復(fù)雜形狀的波導(dǎo).(2)借鑒了已有方法,把一維色散波傳播的系統(tǒng)函數(shù),展開為一個(gè)具有有限項(xiàng)數(shù)的級數(shù),在此基礎(chǔ)上,把原先需要進(jìn)行的卷積計(jì)算簡化為一個(gè)遞推公式,實(shí)現(xiàn)了所謂的局部計(jì)算特性.(3)從數(shù)學(xué)的對稱性出發(fā),提出了一種新的虛擬損耗傳輸線模型,這里的損耗不涉及到物理傳輸中的損耗,因此不會(huì)破壞波導(dǎo)特征模的正交性.該文詳

3、細(xì)分析了這種傳輸線的傳輸、損耗特性,得到了所謂完全吸收的條件,以及最佳的損耗傳輸特性參數(shù),該論文利用虛擬損耗傳輸線,有效地降低了由卷積方法計(jì)算的波導(dǎo)特征模式的截?cái)噙吔鐥l件的剩余反射,獲得了-50dB剩余反射回波計(jì)算的結(jié)果.(4)基于上面的研究結(jié)果,構(gòu)造出模匹配方法與時(shí)域有限元法結(jié)合的混合方法,該方法通過計(jì)算取樣平面上的電場,對其作正交展開,獲得該平面上各模式電壓的幅度.依據(jù)取樣平面上獲得的散射模電壓幅度,應(yīng)用有限差分方法計(jì)算出接頭端面處