不规则形状铁氧体波导结环行器的分析论文

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1、东南大学硕士论文摘要随着毫米波理论与技术的日益发展，毫米波非互易器件以其体积小、重量轻等优点得到广泛的应用。因而对这类器件的分析十分重要。前人对铁氧体结波导环行器已有不少的分析。对于不规则铁氧体结环行器，已有的文献中曾采用有限元法等进行分析，但多限于二维问题。也有用场匹配法然处理不规则铁氧体例如球环行器，但由于边界问题的复杂性，使得分析过程十允复杂冗繁。因此，需要选择一种适合分析复杂边界情况的分析方法来处理这个问题。本课题采用时域有限差分法，利用其算法简便、能够灵活处理复杂边界问题的特点，对包含不规则铁氧体波导结环行器的多种结构进行全波分析。主要分为两大

2、部分：第一，二维分析。包括任意形状满高度铁氧体柱的T结环行器、不规则T结环行器、Y结环行器、带有弯头的Y结环行器等结构。在各结构中，在铁氧体柱分别为圆形、正三角形和倒三角形三种情况下对环行器进行电磁场分析，分别得出其性能指标。第二，三维分析。包括任意形状部分高度铁氧体柱的带弯头的Y结环行器、带金属台阶的Y结环行器、带弯头带金属台阶的Y结环行器等结构。同样，在每个结构中，分别讨论铁氧体柱为圆形、正三角形和倒三角形时环行器内的电磁场分布，计算出各自的反射损耗、插入损耗和隔离度。将本课题中的计算结果和文献中用场匹配法得到的计算结果对比，吻合较好。由于本文在对结

3、构分析时，采用的是阶梯网格逼近，在模拟与直角坐标轴偏离的结构边界时会产生误差，而且网格的大小影响计算的精度，因此，计算结果会与实际结果产生一定范围内的出入。这个问题可以通过细化网格和共形网格技术加以改善。本文通过分析，还验证了环行器的高阶模工作方式，以及金属台阶改善带宽的作用。本课题给出的各种包含不规则铁氧体的波导结环行器的分析方法，对于实际工程的设计具有指导意义。关键词：波导结环行器；场匹配法；满高度铁氧体；部分高度铁氧体；时域有限差分法；任意形状铁氧体；高阶模东南大学硕士论文AbstractItissignificativetoanalyzethew

4、aveguidejunctioncirculatorsatmillimeterwaveband．Sofar,analysisofH-planewaveguidejunctionwithfull-heightferriteofarbitraryshapeandwaveguidecirculatorswithcircularpartial—heightferriteposthasbeenpublishedinsomepapers．Finiteelementmethodhasbeenusedtodealwithcirculatorswithirregularf

5、errite，butitislimitedtotwodimensionsFieldmatchingmethodisalsousedforanalyzingthecirculatorsuchasferritespherecirculator．However,itiscomplicatedandtedious．Therefore，allappropriatemethodforsolvingtheproblemofwaveguidejunctioncirculatorswithafull／partial—heightferriteofirregularshap

6、eisdesired．Finite—DifferenceTime-Domainfullwaveanalysisofwaveguidejunctionwitharbitrarilyshapedferritepostispresented．Firstly,severalwaveguidejunctioncirculatorswithfull—heightferritepostareproposed．ThestructurescontainT-junction，irregularT-junction，Y-junctionandY-junctionwithabe

7、nd．Severalshapesofinteresthavebeenstudied，includingcircularcylinderandtriangularferritepost．Secondly,severalstructureswithpartial—heightferritepostareanalyzed，suchasY-junctionwithabend，Y_junctionwithan-letalstepandY-junctionwithabendandamemlstep．Circulatorwitharbitrarilyshapedfer

8、ritepostisdiscussed．Ineverystructureabov