并行高阶矩量法的波端口理论与应用

发布时间：2017-08-08 22:10

  本文关键词：并行高阶矩量法的波端口理论与应用

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【摘要】：波导广泛地应用于工业、军事等领域。圆波导和同轴线是波导中常见的两种类型。然而圆波导和同轴线的馈源难以精确建模,因此对波导端口处的激励加载和负载匹配的精确建模仿真就显得尤为重要。矩量法作为计算电磁学方法中最为精确的一种数值方法,可采用不同的基函数,其中高阶矩量法是一种采用高阶多项式基函数的矩量法,它能够大大降低未知量。在高阶矩量法中常用的激励有电压源、电流源以及平面波,但是关于圆波导和同轴线波导场源的研究较少。本文研究了适用于圆波导和同轴线的波端口理论,并将波端口理论结合到并行高阶矩量法中,形成了高阶矩量法中的一种激励模型。本篇论文从电磁场基本理论出发,结合圆波导以及同轴线的不同传输模式,在波导的端口处利用等效原理建立了等效模型,推出了波导端口处的积分方程。然后将波端口理论结合到高阶矩量法中,建立了两种能够加载波导场激励以及模拟端口匹配的波端口模型(即圆波导波端口以及同轴线波端口模型)。最后,利用本论文介绍的方法计算了波端口馈电的相关模型,包括圆波导端口激励的喇叭天线、反射面天线、圆波导滤波器以及同轴线波端口激励的微带滤波器、腔体滤波器等。最终的计算结果与商业软件相对比,吻合良好,从而验证了此理论的正确性与可行性。
【关键词】：波端口 高阶矩量法 并行计算 圆波导 同轴线
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN814
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 研究背景14
• 1.2 研究意义14-16
• 1.3 研究现状16-17
• 1.4 主要研究内容和结构安排17-18
• 第二章 基础理论18-38
• 2.1 LOVE场等效18-19
• 2.2 矩量法理论基础19-24
• 2.2.1 电场积分方程19-21
• 2.2.2 矩量法的数学基础21-24
• 2.3 RWG基函数和高阶基函数24-32
• 2.3.1 RWG基函数24-27
• 2.3.2 高阶基函数27-32
• 2.4 并行矩量法32-38
• 2.4.1 并行矩阵填充33-34
• 2.4.2 并行矩阵方程求解34-38
• 第三章 波端口理论38-60
• 3.1 圆波导与同轴线38-44
• 3.1.1 圆波导的模式38-42
• 3.1.2 同轴线的模式42-44
• 3.2 波端口理论44-51
• 3.3 电场归一化切向矢量51-55
• 3.3.1 圆波导的电场归一化切向矢量51-54
• 3.3.2 同轴线的电场归一化切向矢量54-55
• 3.4 验证算例55-60
• 3.4.1 圆波导波端口馈电55-57
• 3.4.2 同轴线波端口馈电57-60
• 第四章 圆波导波端口实用算例60-72
• 4.1 圆锥喇叭与反射面天线60-66
• 4.1.1 圆锥喇叭天线60-63
• 4.1.2 反射面天线63-66
• 4.2 圆波导滤波器66-67
• 4.3 海事卫星67-72
• 第五章 同轴线波端口实用算例72-76
• 5.1 微带滤波器72-74
• 5.2 三腔耦合带通滤波器74-76
• 第六章 总结76-78
• 参考文献78-80
• 致谢80-82
• 作者简介82-83

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本文编号：642250