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1、中图分类号密级公开本校编号荀州交通又事硕士学位论文论文题目基于时域有限差分法的眷波损耗特性研究术学号研究生姓名李学校指导教师姓名陈小强职称教授申请学位等级工学硕士学位专业电磁场与微波技术论文提交日期论文答辩日期独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含获得兰卫卫交通大堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签“考产签字日期沁石“知`学位论文版权使用授
2、权书本学位论文作者完全了解兰业交通大堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权里过丝交通人堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明声导师签名学位论文作者签名着、、、签字日期,补年乙月巧日签字日期硕士学位论文基于时域有限差分法的脊波导损耗特性研究形作者姓名李杰学科、专业电磁场与微波技术学号指导教师陈小强教授完成日期年月兰州交通大学兰州交通大学硕士学位论文任石摘时域有限差分法自年首次提出以来,就备受众多专家学者的青睐。时
3、域有限差分法是以差分原理为基础的数值计算方法,它广泛应用于波导与谐振腔系统、电磁兼容、天线辐射特性、电缆传输线的千扰、电磁散射以及微光学元器件中光的传播和衍射等的研究。脊波导是矩形波导的变形,它在实际工程中有着重要的应用,由于其具有主模截止波长长、单模带宽宽等特点,使得脊波导广泛应用于各种过渡元件以及各种谐振腔等,因此对脊波导特性的研究是非常重要的。早在世纪年代,就对脊波导的特性进行了研究,随后脊波导受到了广泛的关注。目前对脊波导特性的研究,大多集中在传输特性以及阻抗特性上,对于其衰减特性和功率容量的研究数据较少,这在一定程度上限制了脊波导元件的分析和设计。为了解决这个问
4、题,本文首次利用时域有限差分法对脊波导的衰减特性以及功率容量进行了研究。介绍了时域有限差分法的原理以及其在应用上的相关技术,并应用时域有限差分法对脊波导进行建模,通过在环境下编程,计算了不同结构参数的矩形对称双脊波导、三角形对称双脊波导、梯形对称双脊波导、倒梯形对称双脊波导以及矩形单脊波导、三角形单脊波导、梯形单脊波导、倒梯形单脊波导在模式下的衰减特性和功率容量数据。所得部分数据与国外已有的权威文献中的数据进行了比较,数据吻合较好,从而证明了所用方法在研究上的有效性和精确性。运用时域有限差分法结合编程计算了脊波导在不同结构参数下的衰减常数和功率容量,并给出了计算数据以及变
5、化曲线。研究结果表明脊波导的衰减常数不仅与频率有关还与其结构参数有一定的关系,脊波导的功率容量与其结构参数有关。当脊波导的主模截止波长增大时其衰减常数会单调递增,而功率容量会单调递减当脊间距确增大时,衰减常数减小,功率容量增大。因此在制造工艺允许的情况下,可以通过增大脊间距来达到减小衰减增大功率容量的目的。通过对比数据可得到衰减常数由大到小的顺序依次为三角形、倒梯形、矩形和梯形脊波导功率容量由小到大的顺序依次为三角形、梯形、矩形和倒梯形脊波导。由此可见倒梯形脊波导虽然具有相对较大的衰减常数,但同时也具有很大的功率容量,因此可作为一种优良的微波传输线。得到的损耗特性数据,将
6、为脊波导的广泛应用提供基础数据,而得到的相关结论,也将对脊波导器件的设计提供参考。关键词脊波导时域有限差分法衰减特性功率容量基于时域有限差分法的脊波导损耗特性研究论文类型应用基础研究势兰州交通大学硕士学位论文',,,,,一,一,,,,,,,,,,,几,,,,,罗基于时域有限差分法的脊波导损耗特性研究,,,,,,,,,形,,兰州交通大学硕士学位论文目录摘要…………九八滋``……绪论……研究背景及现状……时域有限差分法的发展与应用……本课题研究的内容及意义……波导传输理论…,……波导理论……波导基本概念……规则波导中的场分析……导行电磁波的传输特性……。……,……导行电磁波的
7、分类……,……传输条件与截止特性……波导的传输特性参量……矩形波导……,,二,……矩形波导中场的分析……,……,……矩形波导中的花。模……时域有限差分法、…、、、……,…,……,……基本原理……,氏差分算法……,……,……的基本差分方程……,……时域有限差分法相关技术……解的稳定条件……数值色散……离散网格的确定……激励源类型……计算所需时间步的估计……时域有限差分法分析……对称双脊波导损耗特性的研究……理论分析与方法验证……矩形对称双脊波导损耗特性……石基于时域有限差分法的脊波导损耗特性研究三角形对称双脊波导损耗特性……梯形
