微波器件S参数的矢量有限元分析

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基于课题组微波管三维CAD软件“微波管模拟器套件”项目的框架，本文运用矢量有限元方法对本征值问题和波导不连续性问题进行了分析求解。然后在此基础上研究了渐进波形估计法在微波器件S参数求解上的应用，并成功将其应用于波导不连续性问题上。
　　本文首先讨论了如何应用矢量有限元方法求解电磁场问题。给出了在运用矢量有限元方法解题过程中的求解步骤和一些相关理论。造插值基函数；对于得到的系数矩阵如何进行集成和存储也其中主要讨论了对于给定的边值问题如何应用变分原理以建立相关的泛函表达式；对于在泛函表达式求解过程中如何进行区域的离散化处理及编号处理；对于在各个离散小单元中如何构给出了具体的方法。
　　之后本文对矢量有限元法在本征值问题和波导不连续性问题上的应用进行了分析研究。其中对于本征值问题运用了矢量有限元方法进行了推导计算并得到了本征值方程，然后对上面的推导计算过程进行了仿真设计，最后运用所得软件求解得到本征频率并将它与商业电磁软件HFSS仿真得到的结果进行了对比研究。而对于波导不连续问题我们选择了矩形波导进行了研究，运用矢量有限元方法我们首先得到该问题的矩阵方程组，然后求解该矩阵方程组得到微波器件的场分布情况，从而通过场分布情况计算得到该器件的S参数，最后将它与商业电磁软件HFSS仿真得到的结果进行了对比研究。
　　最后本文对渐进波形估计法在微波器件S参数求解上的应用进行了研究。主要讨论了渐进波形估计法的基本原理和在S参数求解上具体应用，其中对于在求解波导不连续性问题的S参数的过程中遇到的计算过程较为繁琐、计算时间较长等问题，本文给出了使用渐进波形估计法以逼近求解这样的解决方案，并对直接求解S参数和运用渐进波形估计法逼近求解S参数这两种求解方法的计算过程和计算时间等进行了对比分析。

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作者
徐牧池;
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作者单位

电子科技大学;

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授予单位电子科技大学;
学科电子科学与技术
授予学位硕士
导师姓名李斌;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类微波电子管;设计和计算;
关键词
微波器件; 参数测量; 矢量有限元法; 渐进波形估计法;

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