并行高阶矩量法的波端口理论与应用

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。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究意义

1.3研究现状

1.4主要研究内容和结构安排

第二章 基础理论

2.1 LOVE场等效

2.2矩量法理论基础

2.3 RWG基函数和高阶基函数

2.4并行矩量法

第三章 波端口理论

3.1圆波导与同轴线

3.2波端口理论

3.3电场归一化切向矢量

3.4验证算例

第四章 圆波导波端口实用算例

4.1圆锥喇叭与反射面天线

4.2圆波导滤波器

4.3海事卫星

第五章 同轴线波端口实用算例

5.1微带滤波器

5.2三腔耦合带通滤波器

第六章 总结

参考文献

致谢

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