А.Н. Агалаков – аспирант,  кафедра «Физика и техника оптической связи», 

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

И.А. Вдовиченко – к.ф.-м.н., доцент,  кафедра «Физика и техника оптической связи», 

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева E-mail: physics@nntu.ru

Г.С. Малышев – аспирант,  кафедра «Физика и техника оптической связи», 

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

E-mail: gr1g0r@yandex.ru

Н.А. Новоселова – к.т.н., доцент, 

кафедра «Физика и техника оптической связи», 

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева E-mail: physics@nntu.ru

Постановка проблемы. При решении задач синтеза в процессе проектирования узлов СВЧ, КВЧ и оптического диапазонов часто приходится иметь дело с открытыми диэлектрическими волноводами (ОДВ) со сложной геометрией поперечного сечения.

Цель. Провести обзор методов расчета регулярных ОДВ и рассмотреть спектральный метод.

Результаты. Указаны преимущества и недостатки различных методов. Изложены основные положения спектрального метода, позволяющего производить расчет ОДВ с произвольным распределением диэлектрической проницаемости по поперечным координатам. Рассмотрено применение спектрального метода для расчета прямоугольного экранированного волновода. Даны результаты расчета дисперсионных характеристик волн ОДВ с крестообразным поперечным сечением. Проведено сравнение результатов, полученных спектральным методом и методом, основанным на методе частичных областей..

Практическая значимость. Сформулированы основные положения спектрального метода расчета направляющих электродинамических структур, который предполагает отказ от калибровки Лоренца.

1. Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические волноводы. М.: Мир. 1980. 656 с.
2. Гончаренко А.М., Редько В.П. Введение в геометрическую оптику. Минск: Наука и техника. 1975. 149 с.
3. Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука. 1980. 304 с.
4. Schlosser W., Unger H.G. Partially filled waveguides and surface waveguides of rectangular cross-section // Academic Press. 1966. V. 1. P. 319−329.
5. Goell J.E. A circular-harmonic computer analysis of rectangular dielectric waveguides // Bell Syst. Tech. 1969. № 48. P. 2133−2160.
6. Клеев А.И., Маненков А.Б., Рожнев А.Г. Численные методы расчета диэлектрических волноводов (волоконных световодов): частные методы // Радиотехника и электроника. 1993. Т. 38. № 5. С. 769−788.
7. Маненков А.Б., Рожнев А.Г. Расчет диэлектрических волноводов вблизи критических частот // Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42. № 7. С. 785−792.
8. Сотская Л.И., Сотский А.Б. Метод интегрального уравнения в теории слабонаправляющих неоднородных оптических волноводов // Журнал технической физики. 2002. Т. 72. № 12. С. 1−8.
9. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир. 1979. 392 с.
10. Клеев А.И., Маненков А.Б., Рожнев А.Г. Численные методы расчета диэлектрических волноводов (волоконных световодов): универсальные методики // Радиотехника и электроника. 1993. Т. 38. № 11. С. 1938−1968.
11. Раевский С.Б., Титаренко А.А. Решение внешней краевой задачи о распространении электромагнитных волн в направляющей диэлектрической структуре произвольного поперечного сечения // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2009. Т. 49. № 12. С. 2201−2213.
12. Неганов В.А., Осипов О.В., Раевский С.Б., Яровой Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Радиотехника. 2007. 743 с.
13. Шевченко В.В. Плавные переходы в открытых волноводах. М.: Наука. 1969. 190 с.
14. Беланов А.С., Дианов Е.М., Кривенков В.И. Дисперсия в световодах со сложным профилем показателя преломления // Доклады академии наук. 1999. Т. 364. № 1. С. 37−41.
15. Агалаков А.Н., Раевский С.Б., Титаренко А.А. О решении волноводных краевых задач без калибровки Лоренца // Радиотехника и электроника. 2016. Т. 61. № 4.