等效網(wǎng)絡法及其在微波傳輸線分析中的應用.pdf

1、微波傳輸線在微波工程領域有著重要的應用，對各種傳輸線傳輸特性的研究，有著重要的理論意義和現(xiàn)實意義。隨著新技術、新應用、新器件的不斷涌現(xiàn)，微波傳輸線的結構越來越復雜。準確的分析其傳輸特性，是一個復雜的電磁場邊值問題，需要有精確、快速、高效、適應范圍廣的方法來解決。而采用等效電路的方法來處理電磁問題，已經(jīng)被證明具有這些優(yōu)點。 本文采用“路”的方法分析“場”的問題。對等效電路方法原理及其優(yōu)缺點進行了全面歸納和總結，并重點對單模等效網(wǎng)絡

2、法和多模等效網(wǎng)絡法進行了理論推導。以此為基礎，對微波傳輸線領域的兩大類問題，即任意截面柱狀波導的橫向本征值問題，以及縱向不連續(xù)波導的傳輸問題，進行了分析和驗證。對周期結構的頻散特性也進行了分析。 提出了求解一大類波導中主模截止波長的新方法。對以橢圓波導、三角、五角波導等為代表的波導中主模的截止特性進行了研究，并驗證了該方法的準確性和有效性。研究發(fā)現(xiàn)，只要波導截面關于x軸對稱，y軸為電壁，x軸為磁壁，該方法都可以應用；通過采用很少

3、數(shù)量的階梯來近似波導的物理邊界，就可以得到較高精度的計算結果；該研究進一步豐富了波導截止特性的求解方法。 運用多模等效網(wǎng)絡法，對多脊波導、矩形槽波導、波導型濾波器等進行了分析和驗證，得到了令人滿意的結果。對矩形槽波導的衰減特性也進行了分析與驗證。該方法對于處理波導中的多階梯不連續(xù)問題，具有準確、適應范圍廣的特點。 使用單模等效網(wǎng)絡法，對橫向介質(zhì)加載、縱向介質(zhì)加載的矩形波導進行了詳細的討論：并用此方法對提出的一種縱向按照正

4、弦形式變化的介質(zhì)加載的矩形波導進行了分析，研究了其反射、透射特性；該方法還可以直接應用到其他類似的波導結構：同時，利用多模等效網(wǎng)絡法，對介質(zhì)加載的脊波導、矩形槽波導等，也進行了理論分析與驗證。 提出了一種分析周期結構頻散特性的新方法，并對幾種典型的周期結構進行了數(shù)值計算及分析。與已有文獻資料、理論分析及電磁場仿真軟件的驗證結果證明，此方法用于周期結構頻散特性的分析是正確、可行的。對其應用于波紋波導，進行了初步的嘗試。 研

5、究表明，單模等效網(wǎng)絡法模型簡單，編程容易，計算快速，結果比較精確，物理概念清晰，適合工程應用。當波導中不連續(xù)處間隔較遠，忽略高階模式的影響，同時不連續(xù)對應的電路元件參數(shù)容易獲得時，這種方法最為有效，缺點是只能得到單一模式的傳輸特性；多模等效網(wǎng)絡法嚴格，精確，適用范圍廣，但運算量大，編程復雜，該方法對于分析具有多階梯結構的波導或濾波器，具有明顯的優(yōu)越性。論文所得到的結論具有重要的理論意義和實用價值，對于實際電磁工程中結構復雜的微波器件的分