用FDTD法分析各向异性介质填充矩形波导的截止特性

给出用时域有限差分(FDTD)法分析各向异性介质填充波导问题的差分格式,实例计算了磁各向异性介质完全填充矩形波导TE模各模式的截止波数,计算结果与理论值吻合较好;分析了磁各向异性介质和电各向异性介质填充对矩形波导TE模和TM模主模归一化截止波数的影响。     

各向异性介质填充矩形波导的FDTD分析

从麦克斯韦方程推导出用时域有限差分（FDTD）法分析电各向异性介质填充波导问题的差分公式;在MATLAB平台上,编程实例计算了电各向异性无耗介质完全填充矩形波导TE波部分模式的截止频率,计算值与理论值吻合较好;分析计算了矩形波导尺寸变化及电各向异性非单轴介质加载厚度对TE波截止特性的影响。     

用FDTD法计算部分介质填充波导的截止频率

给出用时域有限差分（FDTD）方法计算电磁场问题的差分格式，详细介绍了FDTD法分析介质填充波导截止频率的计算过程。实例计算了空心矩形波导的截止频率，并与理论值进行比较；计算了填充部分介质时矩形波导和双脊波导的截止频率，获得了三脊波导的归一化截止频率谱图，给出填充不同介质时各主模式的截止频率。     

用FDTD法分析填充介质金属同轴线的截止频率

给出柱坐标系下二维时域有限差分法(FDTD)的差分离散格式。利用FDTD法实例计算了空心金属同轴线TE波的归一化截止频率,并与理论值进行比较;计算了径向填充圆环形介质和角向填充扇形介质同轴线的归一化截止波数,获得了径向填充圆环形介质同轴线时各阶TE模归一化截止波数的曲线图;分析了角向填充扇形介质对同轴线归一化截止波数的影响。     

矩形波导填充左手介质传输特性的FDTD分析

通过简要介绍左手材料的奇异特性,给出了冷等离子体模型左手材料的时域有限差分（FDTD）法的差分格式.并通过编程实例计算了左手材料加载矩形波导时不同介电常数和不同加载厚度下TE模截止波长的变化趋势.     

用变形差分公式计算波导高阶模的截止频率

对差分法所获的离散差分公式作矩阵变换,使差分离散方程的系数矩阵对于波导的各阶模都是正定的,从而可利用该变形离散方程计算波导各个高阶模的截止频率。编程实例计算了矩形波导、L形波导、对称脊波导部分高阶模的截止频率。计算结果表明：用变形差分公式计算高阶模的截止频率,不仅具有较高的计算精度,而且可以很方便地用于各种复杂截面波导问题的设计与分析。     

用FDTD分析部分介质填充同轴传输线的截止频率

介绍用二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析波导本征值问题的基本原理和计算过程,实例计算了T形分割矩形波导和同轴矩形波导的截止波数,并与文献值进行了比较,其结果与文献报道值吻合的较好,表明方法的有效性.计算了内十字形外矩形截面的方形同轴电缆线的高阶模式的截止频率,获得内十字形外矩形截面的方形同轴电缆线添加部分介质后的归一化截止频率谱图,并给出了其填充介质后各主模式的截止频率.     

各向异性超常介质涂层平板镜像波导的模式特性研究

对各向异性超常介质涂层平板镜像波导的横电波（TE模）与横磁波（TM模）的特性进行了细致分析与推导,得到了它们的特征方程及其色散关系式,以及二者的时间平均坡印亭矢量式,并进行了相应的数值模拟,描绘出它们各自的特性曲线,并将二者进行了比较,得出各向异性超常介质涂层平板镜像波导的模式既不同于各向同性左手介质涂层中的,也不同于各向同性常规介质层的导波特性。     

矩形波导时域仿真中的激励源设置和参数提取

文章采用时域有限差分方法对矩形波导的多模截止频率和不连续性问题进行了分析,提出一种新的电磁流激励和电磁能量提取方法,求解矩形波导的截止频率,与单一的电流源激励方案相比,该方案能更有效地激励多种模式;为了在一次计算中抽取宽频带的散射参量,引入特征阻抗的概念用于分离入射电压波和反射电压波;通过对部分填充介质的三维WR-3矩形波导的数值实验,证明了该散射参量计算方法的可靠性。     

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。     

用FDTD法分析各向异性介质填充微带线的截止特性

给出了用时域有限差分(FDTD)法分析各向异性介质填充波导问题的差分格式,实例计算了各向异性介质填充屏蔽微带线的传输特性,分析了影响特性参数的因素及其变化趋势.     

Left-handed properties of a composite structure with metallic wires in a homogeneous Lorentz medium

The electromagnetic properties of a composite structure with metallic wires in a Lorentz medium were studied. The results show that the electromagnetic properties of the medium host influence the plasma resonance of metallic wires and the left-handed character of the composite. The plasma frequency of metallic wires reduces with the rise of permittivity or permeability of the medium host. Also, the negative permeability of the medium can destroy the wires' plasma resonance and prevent the realization of left-handed properties. The high loss of medium permittivity or permeability also inhibits the metallic plasma resonance. The negative influence of the media host on the left-handed properties of the composite structure can be effectively reduced by proper structure design, such as introducing a nonmagnetic medium in the host or using an anisotropic medium.     

手征负折射媒质对称平板波导的色散特性

根据麦克斯韦方程组以及手征媒质的本构关系, 研究了手征负折射平板波导的色散特性. 通过引入归一化频率、归一化传播常数, 得到了用归一化参数表示的手征负折射平板波导的色散方程. 数值计算结果表明, 手征参数对平板波导的色散特性影响很大. 当相对手征参数约为0.047 7 时, 左旋极化波零阶模消失; 当相对手征参数大于1, 即为手征负折射媒质时, 存在零阶模. 此外, 还比较了手征负折射媒质平板波导和一般手征媒质平板波导的色散曲线变化趋势.     

山字形脊波导截止特性的FDTD分析

提出用时域有限差分(FDTD)法分析山字形脊波导的截止特性,给出了真空条件下山字形脊波导主模的截止特性,并与其他方法的计算结果进行对比;分析部分各向同性线性均匀介质填充山字形脊波导时主模的截止波长,给出了主模截止波长在介质参数εr变化时对主模截止波长的影响;分析比较了山字形脊波导填充不同介质时的截止特性.     

Metal-LHM-Metal三层对称平板波导的传输特性研究

在TE极化情况下,对芯层为左手材料,衬底层和覆盖层均为金属的对称平板波导（Metal—LHM—Metal）的传输特性进行研究．利用传输矩阵推导其导波条件,并采用图解法对其不同的传播模式和相应的电场分布进行分析．Metal—LHM—Metal波导结构不存在基模,支持导波同时也存在表面波,阶数m对电场分布有显著影响．     

含左手材料光波导承载导波和表面波的模式研究

通过转移矩阵方法理论,研究含左手材料平板波导导波模式与表面波的特性.在TE极化情况下,包裹层为金属-芯层为左手材料的3层平板波导满足导波条件时,导波层能承载新功能的导波模式;不满足导波条件时,波导的包裹层和芯层都会出现不同指数规律衰减的表面波.     

各向同性介质包覆单轴晶体TM波表面传播模式存在条件研究

研究了各向同性介质包层的各向异性单轴晶体TM波表面传播模式的存在条件。根据Maxwell方程及各向同性介质和各向异性单轴晶体介电常数不同情况,利用Macthematica软件求出TM波模的一个相关量Hy（x,z）中衰减系数a、p和β^2的解析解,并在理论上讨论了衰减系数a、p、β^2与ε2和ω的关系。     

单轴各向异性半无限左手化材料中的表面极化激元

根据表面极化激元的电磁场,讨论了p偏振和s偏振情况下,单轴各向异性半无限左手化材料中的表面极化激元的存在区域,以及表面极化激元的色散关系.结果表明极化激元可以存在于非左手化材料中,同时还可以存在于单轴各向异性左手化材料中.研究了单轴各向异性左手化材料中平行于轴的介电分量和磁导率分量对表面极化激元的影响.