LCP共面波导弯曲结构的时域分析

文中根据时域反射理论,运用HFSS电磁仿真软件,在时域中对基于柔性衬底——液晶聚合物的共面波导传输线的传输特性进行仿真分析,以及传输线弯曲变形对传输特性的影响,从时域曲线中直观判断出发生弯曲的位置以及弯曲带来的反射量,比较了不同弯曲位置以及不同弯曲角度对共面波导传输线传输特性的影响,并且结合实际测量对仿真结果进行了验证。     

E面双支节终端短路波导匹配的研究

传输线上的功率传输与驻波系数ρ有关,当传输线上出现驻波,功率容量将减小ρ倍。传输线的阻抗匹配,对于微波系统和微波元件的设计非常重要。本文描述了E面双支节终端短路波导匹配的方法,应用史密斯圆图,理论分析双支节匹配,对波导传输线进行阻抗组合的匹配方法。     

基于慢波传输线的小型化威尔金森功分器设计

提出了一种基于共面波导的慢波传输线,根据此慢波传输线设计了一款小型化威尔金森等分功分器.采用在共面波导中心导带上加载交指电容和蛇形线的方式,构造出慢波传输线,此传输线中心频率为0.9 GHz,特性阻抗为70.7Ω,相位为90°,尺寸仅为传统共面波导传输线的23％.基于此慢波传输线设计了威尔金森等分功分器,尺寸为31.4 mm×28.7 mm,仅为传统共面波导功分器的49％.与此同时,测试表明,该功分器在工作频段内展示出优良的射频性能,回波损耗>15 dB,插入损耗<3.2 dB,隔离度>20 dB,且测试与仿真结果相吻合,验证了设计方法的正确性和可靠性.     

16×16波导型光纤星形耦合器

本文给出了作为波导型光纤星形耦合器混合区的矩形波导的设计原理。指出当波导的长宽比在２０～２５之间时，波导输出不均匀度在１ｄＢ以内，实验结果与此吻合。测量得到的耦合器的传输矩阵表明耦合器的平均超额损耗为５．２２ｄＢ，最大偏差分别为＋１．１７ｄＢ和－１．６９ｄＢ。     

CMOS工艺片上传输线研究

对深亚微米硅基CMOS工艺集成电路中常用的微带线和共面波导2种传输线结构进行了研究.从理论上分析了传输线分布参数和损耗,利用0.13μm CMOS工艺制作了特征阻抗分别为50和70Ω的微带线和共面波导元件库,在0.1~30 GHz频率范围内利用网络分析仪和SOLT测试技术进行测试.利用分布参数电路模型和测试得到的S参数提取出了特征阻抗、衰减常数、品质因数等传输线基本参数.研究结果为设计者选择和设计高性能传输线提供出可借鉴的实用性模型.     

Yb:YVO_4晶体波导传播特性研究

为研究飞秒激光直写Yb:YVO_4晶体波导传播特性,采用Rsoft模拟软件和有限差分光束传播方法,对波导与材料的折射率差、波导尺寸等参量进行优化。得到当波导与材料的折射率差范围为0.015~0.0365,波导宽度范围为2~3μm、波导深度范围为3~10μm时,光在波导内只以基模形式传播,且光在波导内的近场光强分布稳定,散射损耗低,模式转换损耗消失。实验结果表明,通过控制波导参量可有效降低光在波导内的传播损耗并提高近场光强分布的稳定性,能够为飞秒激光微加工Yb:YVO_4晶体波导及其激光器设计提供一定的理论依据。     

非对称共面波导特性参数的时域反射测量

提出了采用时域反射测量方法测量背敷金属化层非对称共面波导的特性参数，介绍了测量不连续点特性阻抗和传输线有效介电常数的原理与方法，给出了测量背敷金属化层非对称共面波导的实验结果和有关数据，对实验进行了说明，并对实验结果及其误差进行了分析。     

用FDTD法计算不规则截面传输线的截止频率

给出直角坐标系下用时域有限差分（FDTD）方法计算电磁场问题的差分格式，详细介绍了用FDTD法分析不规则传输线高阶模截止频率的计算过程。实例计算了矩形波导的截止频率，并与解析解进行比较；计算了几种复杂边界传输线的高阶模截止频率随内导体变化的情况，给出传输线TEl模的模场分布。该方法也可推广应用于各种复杂截面波导、复杂截面传输线传输特性的分析和计算。     

高斯光束在中空圆形波导中的传输理论

利用高斯光束的傍轴光线近似、光在介质表面以及介质内传播的物理光学原理，并考虑到高斯光束在中空波导耦合端的衍射效应，用计算机数值模拟以及近似计算法导出了１０．６μｍ高斯光束通过不同的中空圆形波导的透过率．分析结果表明镀适当厚度的透明介质膜中空金属波导传输损耗较小，而常规的中空光纤损耗较大．分析了介质膜中空波导膜层厚度以及膜材料对光传输损耗的影响．还提出了镀介质膜中空锥形波导的结构，这种波导可以同时具有低耦合损耗与低传输损耗     

空心光波导的光能量传输特性及应用

文章从光波电磁理论出发，简述空心光波导的光能量传输原理，从理论上分析空心光波导的光能量传输损耗问题，慨述空心光波导的研制现状，探寻有效解决高密度大功率太阳能传输的有效途径，为太阳能的低损耗传输和有效利用提供理论支持。     

金属包层渐变平板光波导的边缘元分析

采用将边缘元法和欧姆损耗微扰法相结合的办法,研究了任意折射率分布的金属包层平板光波导的传输特性和损耗特性,并由此计算了几种典型任意折射率分布波导的复传播常数.数值结果与文献中用不同方法得到的数据准确吻合,证实了该方法是有效的,具有广泛的适用性.     

矩形弱吸收介质波导光学特性的微扰分析

本文运用微扰法分析了矩形弱吸收介质波导的光学特性,得到了模传播常数和吸收损耗系数的公式,计算结果表明给出的公式精确度高,与模特征方程的数值结果符合得很好。     

关于电磁波在非理想导体边界柱形波导中的传播

 对非理想导体腔壁柱形波导的微扰法作了重新表述。所得计算修正本征值的方程形式上与过去的结果颇为不同。与过去的相应结果比较，该结果物理意义更清楚，形式更简洁凝练，且更便于实际计算。对过去忽视的一些特殊情况作了讨论。以同轴线为例给出了具体计算结果。     

Local orthogonal transform for a class of acoustic waveguides

There are some curved interfaces in acoustic waveguides. To compute wave propagation along the waveguides with some marching methods, flattening of the internal interfaces is needed. In this paper, a local orthogonal coordinate transform and an equation transform are constructed to solve the two-dimensional Helmholtz equation for the waveguides bounded by a flat top, a flat bottom and two curved internal interfaces with three layered media. The curved internal interfaces are flattened by the local orthogonal coordinate transform, and the corresponding transformed Helmholtz equation can be solved by some marching methods. This treatment can be extended in multilayered medium waveguides. The one-way reformulation based on the Dirichlet-to-Neumann (DtN) map is then used to reduce the boundary value problem to an initial value problem. Numerical implementation of the resulting operator Riccati equation uses a large range step method to discretize the range variable and a truncated local eigenfunction expansion to approximate the operators. This method is particularly useful for solving long range wave propagation problems in slowly varying waveguides with multilayered medium structure.     

Local orthogonal transform for a class of acoustic waveguides

There are some curved interfaces in acoustic waveguides. To compute wave propagation along the waveguides with some marching methods, flattening of the internal interfaces is needed. In this paper, a local orthogonal coordinate transform and an equation transform are constructed to solve the two-dimensional Helmholtz equation for the waveguides bounded by a flat top, a flat bottom and two curved internal interfaces with three layered media. The curved internal interfaces are flattened by the local orthogonal coordinate transform, and the corresponding transformed Helmholtz equation can be solved by some marching methods. This treatment can be extended in multilayered medium waveguides. The one-way reformulation based on the Dirichlet-to-Neumann (DtN) map is then used to reduce the boundary value problem to an initial value problem. Numerical implementation of the resulting operator Riccati equation uses a large range step method to discretize the range variable and a truncated local eigenfunction expansion to approximate the operators. This method is particularly useful for solving long range wave propagation problems in slowly varying waveguides with multilayered medium structure.     

采用PML吸收边界条件的FDTD法在分析波导不连续性中的应用

研究采用理想匹配层（PML）吸收边界条件的时域有限差分法（PML-FDTD法）在分析波导不连续性问题中的应用，首先通过模拟正弦调制的高斯脉冲在波导中的传输来验证PML的吸收性能，然后将采用PML吸收边界的FDTD法应用于矩形波导填充有限媒质时的S参数和圆形波导中矩形薄膜片反射系数的计算，数值结果与巳有文献比较一致，说明了PML吸收边界条件用于FDTD法分析波导问题的有效性。     

Woodpile结构中立体空间波导的研究

采用时域有限差分法设计并模拟了微波波段的三维立体结构中任意弯曲波导及空间腔腔耦合波导结构。模拟结果表明,三维立体的woodpile结构除了可以实现平面内任意弯曲波导如C型波导、Z型波导对光的可控制传输外,还可以实现非平面内光的多角度多方向的可控制传输。     

冲击作用下混凝土中应力波传播规律的数值模拟

建立了混凝土中应力波传播的统一经验表达式.采用混凝土JH本构模型对冲击作用下混凝土中应力波的一维、轴对称和球对称传播过程分别进行数值模拟,并通过混凝土中一维应力波传播实验对数值计算结果的可靠性进行验证.数值模拟研究表明：由于材料耗散和几何衰减的共同作用,混凝土中应力波在传播过程中峰值迅速衰减,应力波峰值小于混凝土抗压强度后,应力波峰值的进一步衰减主要是几何衰减的作用结果;所建立的经验表达式可以较好地描述混凝土中应力波传播规律,对于所选用的混凝土,应力波在其内部传播时的衰减系数为0.095 13.     

条形介质波导与定向耦合器的新解法-叠代矩量法

本文给出用以精确计算各种条形介质波导导模色散曲线与场分布以及矩形芯双沟道定向耦合器耦合长度的一种新解法:叠代矩量法,给出用于计算的有关公式.计算结果与精确的计算机数值解法符合甚好,且简便易行,容易推广到其它矩形芯波导结构。     

输气管道泄漏音波信号传播特性及预测模型

输气管道泄漏音波在管内传播过程中发生衰减,在安装音波传感器前必须明确管内音波信号的传播距离。综合考虑介质黏滞吸收和热传导作用及特殊管件(弯管、分支及变径管)的吸收作用,建立泄漏音波在管内传播模型。利用改进的小波分析法对泄漏音波信号时频域特征进行分析,模拟分析不同特殊管件对音波传播的影响,并利用高压泄漏试验装置对建立的传播模型进行验证。结果表明:泄漏音波在管内以平面波形式传播,泄漏信号幅值能量占优的频带主要集中在0～0.366 Hz及2.93～46.88 Hz内,直管和弯管对音波衰减影响较小,只有分支和变径(变径流量计、阀门)对音波传播影响较大;得到的拟合音波吸收系数与理论吸收系数吻合较好,模型计算结果较为准确,可提高音波泄漏检测的准确性。