Составление дисперсионных уравнений регулярных волноводов без использования калибровки Лоренца
- 1,3 аспирант, кафедра «Физика и техника оптической связи», Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
- 2 к.ф.-м.н., доцент, кафедра «Физика и техника оптической связи», Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
- 4 к.т.н., доцент, кафедра «Физика и техника оптической связи», Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева
Аннотация
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.
Для цитирования
Агалаков А.Н., Вдовиченко И.А., Малышев Г.С., Новоселова Н.А. Составление дисперсионных уравнений регулярных волноводов без использования калибровки Лоренца // Радиотехника. 2019. № 9. С. 5–19. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-201909(13)-01
Список источников
- Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические волноводы. М.: Мир. 1980. 656 с.
- Гончаренко А.М., Редько В.П. Введение в геометрическую оптику. Минск: Наука и техника. 1975. 149 с.
- Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Геометрическая оптика неоднородных сред. М.: Наука. 1980. 304 с.
- Schlosser W., Unger H.G. Partially filled waveguides and surface waveguides of rectangular cross-section // Academic Press. 1966. V. 1. P. 319−329.
- Goell J.E. A circular-harmonic computer analysis of rectangular dielectric waveguides // Bell Syst. Tech. 1969. № 48. P. 2133−2160.
- 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.
- Маненков А.Б., Рожнев А.Г. Расчет диэлектрических волноводов вблизи критических частот // Радиотехника и электроника. 1997. Т. 42. № 7. С. 785−792.
- 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.
- Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов. М.: Мир. 1979. 392 с.
- 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.
- 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.
- Неганов В.А., Осипов О.В., Раевский С.Б., Яровой Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Радиотехника. 2007. 743 с.
- Шевченко В.В. Плавные переходы в открытых волноводах. М.: Наука. 1969. 190 с.
- 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.
- Агалаков А.Н., Раевский С.Б., Титаренко А.А. О решении волноводных краевых задач без калибровки Лоренца // Радиотехника и электроника. 2016. Т. 61. № 4.