方同轴线TM色散特性曲线及电磁场分布图研究.PDF

计算电磁学综合设计报告 方同轴线TM 色散特性曲线及电磁场分布图研究 【摘【摘 要要】】本文采用有限差分法对方同轴线的最低两个 TM 模的色散特性进行了分析，利用 【【摘摘 要要】】 matlab 编程求得具有足够精度的数值解，绘制出色散特性图和电磁场的横向分布图，并与 CST 软件仿真的结果进行对比。 【关键词【关键词】】有限差分法 方同轴线 数值解 色散特性 【【关键词关键词】】 Dispersive characteristics and Electromagnetics field distribute of First-Two-Order Mode in square co-axis Abstract This article analyzes the dispersive characteristics and Electromagnetics field distribute of First-Two-Order Mode in square co-axis by using Finite Difference method.And we can get the enough precision numerical results by programme Matlab.Finally,dispersive characterstics graph and the electromagnetics landscape orientation graph can be drawn,meanwhile,this graph can be contrast with that drawn by CST software. Key words Finite Difference method square co-axis numerical result dispersive characteristics 1 问题的提出 本文主要讨论图1 所示的方同轴线的最低两个TM 模的色散特性曲线，画出模式的横截 面电磁场分布图。 图图1 图图 该波导参数如下： ρ= a/b 的取值范围为 0.3~0.7 2 问题的解决过程 2.1 2.1 电磁场满足的方程及边界条件电磁场满足的方程及边界条件 2.1 2.1 电磁场满足的方程及边界条件电磁场满足的方程及边界条件 用有限差分法求如图一所示的方同轴线最低两个TM 模的色散特性曲线，画出模式的横 截面电磁场分布图。设，ρ=a/b，ρ 的取值范围为0.3~0.7。 1.2 问题分析 方同轴线可用等效波导来研究其各阶模式及场分布。波导中传播TM 波的情况可归结为 1 计算电磁学综合设计报告 求解相应的场纵向分量E 所描述的定解问题，再用纵向场法求得场横向分量H ，H ，E ，E 。以 z x y x y 标记相应的纵向分量 E ，则对场的分析将是定义在波导横截面平面内的二维 z x 标量波动方程的定解问题，即对于TM 波，纵向电场Ez 2 偏微分方程 ：∇ ⋅ϕ + k ϕ = 0 （内外导体之间，即场域）  k  边界条件：Ez |c