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毕业设计（论文）任务书 （2012 届） 设计（论文）题目 有限差分法分析波导特性 学院名称 电子科学与应用物理学院 专 业 （班 级） 微电子08级1 班 姓 名 （学 号） 刘 义 珩 指 导 教 师 杜 平 __ __ 目录 1 前言 5 1.1 波导理论 5 1.2 波导材料的具体形式 5 2 有限差分法的基本原理 7 2.1 有限差分法 7 2.2 有限差分法的发展与应用 9 2.3 有限差分法的特点 11 3 有限差分法矩阵的边界条件处理与截止频率 13 3.1 边界条件及处理 13 3.2 矩形波导的截止频率 18 4 总结 27 5 致谢 28 6 参考文献 29 有限差分法分析波导特性 摘要：波导不仅是指空金属管，同时也包括其他波导形式如脊形波导、椭圆波导、介质波导等；还包括双导线、同轴线、带状线、微带和镜像线、单根表面波传输线等。如不附加说明，一般说到波导就是指空心金属管。根据波导横截面的形状不同，可分为矩形波导、圆波导等。尽管已存在很多不同波导形式，且新的形式还不断出现，但直到目前，在实际应用中矩形波导和圆波导仍是两种最主要的波导形式。 第二章主要介绍了有限差分法的基本原理及特点，为后续波导特性研究过程中的使用做出铺垫。 第三章主要介绍了矩形波导边界条件的处理及截止频率的计算以及发现的问题。 本文主要分析了矩形波导和圆波导截止频率特性以及用MATLAB实现了有限差分法解静电场边值问题的算法，将偏微分方程的问题化为线性方程组问题。 关键词：有限差分法 波导 截止频率 MATLAB Abstract Waveguide is not only refers to empty metal tubes, and also includes other waveguide forms such as ridge form bird, elliptic waveguide, medium waveguide, etc.; Also include double wire, with axis, ribbon line, microstrip line, single and mirror surface wave transmission lines, etc. If not add that general said to waveguide is refers to the hollow tube. According to the shape of the cross section waveguide is different, can be divided into a rectangular waveguide, the circular waveguide, etc. Although there are many different waveguide has form, and the new form also appear constantly, but until now, in the actual application of a rectangular waveguide and the circular waveguide is still are two of the most major waveguide form. The second chapter introduces the finite difference method for basic principle and characteristics of, for the following characteristics in the process of research using waveguide made matting. The third chapter basically introduces a rectangular waveguide the treatment of boundary conditions and the cut-off frequency of the calculation and the problems found. This paper mainly analyzes the rectangular waveguide and the circular waveguide