MULTI-MODE NETWORK ANALYSIS FOR DISCONTINUITIES IN PARALLEL-PLATE WAVEGUIDES PARTIALLY FILLED WITH MULTI CHIRAL RODS

The reflection and transmission characteristics of the guided modes in parallel-plate waveguides partially filled with one or multi chiral rods have been investigated by a method, which combines the multi- mode network theory with a rigorous mode matching procedure. The formulas of the reflection and transmis- sion coefficient matrix are derived. The numerical results for different cases are presented and have indicated that the chirality parameters and the geometrical dimensions of the chiral rods have significant influence on the reflection and transmission characteristics of the guided modes.

光子晶体结构在CB-CPW馈电贴片天线中的应用

研究了共面紧凑型光子晶体(UC-PBG)结构的带隙特性,并采用UC-PBG结构来抑制背面金属支撑共面波导(CB-CPW)中的平行板模式。提出了一种新型的基于UC-PBG结构的CB-CPW馈电贴片天线,通过将CB-CPW背面的金属地板改造成二维UC-PBG栅格结构,在保持CB-CPW原有优点的同时,成功地抑制了平行板模式在天线中的传播。仿真与测量结果表明,与传统的CB-CPW馈电贴片天线相比,该新型天线在UC-PBG的带隙范围内抑制了平行板模式造成的能量泄露,消除了其带来的寄生谐振效应和多径干扰效应,天线的方向图更加光滑对称,旁瓣大大减小,同时法向增益提高了1.5 dB。

叠层板型燃料堆芯元件模型的流固耦合振动

叠层板状结构是新型核反应堆设计中所采用的一种堆芯元件,具有结构合理、比功率高和传热性能好等显著特点。提出了单梁与多梁对接的力学模型,以干模态振型函数序列作为试函数对复模态振型方程进行变分求解,研究了叠层板状元件在湿模态下的固有频率与振型,发现叠层板状结构的流致振动具有复模态特性,文中初步找到一些规律性的结果,为设计和安全分析提供一些有用的方法和数据。

静电拉伸薄膜反射镜成形机理研究

静电拉伸薄膜反射镜是利用静电场库仑力作用使薄膜产生面形变化,生成所需的光学曲面。由于薄膜反射镜成形过程中力场与静电场的相互耦合作用非常复杂,使其到目前为止在面形控制的理论分析上仍未有定量的结果。首先以平板电容理论为基础,对薄膜成形静电力场进行了近似分析,然后根据半球模型求解了薄膜结构变形,最终得到了薄膜反射镜面形尺寸与静电压参数的函数关系。所得结论对静电拉伸薄膜的研究工作具有一定的指导意义。

叠层板状结构在非线性支承下的流固耦合振动

基于叠层板状结构的固有振动特性,对在非线性支承下的叠层板状结构的流固耦合振动进行了理论研究和数值计算,运用稳定性理论分析了平衡点附近定常解的稳定性问题,为叠层板状结构元件的设计和安全分析提供依据。

部分填充手征负折射率介质的平行板波导

部分填充手征负折射率介质的平行板波导中电磁波传输的导模特性进行了研究,给出了导模的场分布公式,推导出导模的特征方程.数值计算了导模的色散特性曲线、功率曲线和能流分布,探讨了手征负折射率介质层的厚度、手征参数等对导模特性的影响,发现了导模的一些奇异特性,如存在表面波模、功率流动方向与相位传播方向相反的后向波、功率储存、传播常数三值、模式交叉等现象,还发现此波导中存在电磁波传播的禁带.

手征介质填充双平板中导模的反射和透射特性

用多模网络与严格模匹配相结合的方法,对纵向填充一层、两层和多层手征介质的双平板中导模的反射和透射特性进行了分析和求解。分析中在横截面采用等效传输线,在纵向采用多模传输线方法,并且利用结构的对称性使得问题简化。对各种不同情形进行了数值计算,讨论了手征参数和波导结构的尺寸对反射和透射特性的影响。

高阻电磁表面在单向辐射矩形环缝天线中的应用

基于平行板环境下高阻电磁表面(HIS)的等效媒质模型,设计制作了两种不同的单向辐射矩形环缝天线:一种是基于传统的金属反射面,另一种是基于所设计的HIS反射面。仿真和测试结果显示:金属反射面矩形环缝天线由于受到平行板模式的影响,其单向辐射性能较差;而HIS反射面矩形环缝天线则获得了较好的单向辐射性能,与金属反射面天线相比,不仅其工作频带内的前后抑制比和法向增益得到大幅提高,而且整个天线的厚度仅为金属反射面天线的31%。由此验证了HIS在实现单向辐射缝隙天线中的优越性及其广泛的应用前景。

叠层板型元件模型干模态固有频率与振型分析

本文对一个叠层板型堆芯元件实验模型的干模态固有频率和振型进行了理论、数值分析，作者将该结构视为多层平行梁与整体单梁的对接问题，根据各梁的振型方程及对接处的连续性条件和平衡条件，建立了确定固有频率与振型系数的特征方程，并采用隐式选代法对其进行数值求解．文中给出了部分固有频率与振型曲线的计算结果，其固有频率与实验测试结果相当吻合．

导行波在非均匀双各向异性平板波导中的传播特性

本文应用模式本征展开和模匹配方法，首先给出了非均匀双各向异性平板波导中混合模的场分布和相应的奇偶模分量色散方程．借助数值分析技术。

平行板多层介质径向波导的本征模

对平行板多层介质径向波导 (径向均匀 )进行分析是采用径向模式匹配法分析介质加载圆柱腔的基础 .从理论上首先采用了赫兹矢量法分析了平行板多层介质径向波导TEZ 模和TMZ 模的场分布 ,然后利用Sturm Lowville本征值理论讨论了本征模横向矢量场的正交完备性 .

电磁波在填充非线性左手介质平板波导中的传播

对填充非线性左手介质理想导体平板波导中横电波(TE波)进行了理论分析,得到其电磁场分布和色散方程.通过数值计算,给出了部分TE波低次模的色散关系曲线.结果表明,当电磁波频率为4～6GHz时,介质的电容率和磁导率都为负;电磁波在此种波导中的各次模的色散程度随电磁波频率的增大而近似线性增大;在板间距离相同时,低次模的色散比高次模的色散大;随着板间距离的增大,电磁波在波导中的相速度线性增大;当电磁波的频率一定时,波导的色散程度随波导两板间距离增大而线性增大.

一种分析平板锥角喇叭天线辐射特性的新方法

给出了一种分析平板和平板锥角喇叭天线辐射特性的新方法。这种方法把天线辐射问题转换为波导不连续性结构的传输问题,从而避免了传统天线分析方法中求解场源问题的困难,大大简化了分析过程。同时,采用将模匹配和多模微波网络理论相结合的方法来计算相关波导不连续性的传输问题,使计算结果有较高的精度。通过计算值与理论值的比较,证实了本文方法的有效性和精确性。

平行板多层介质径向波导的本征方程

准确快速获得平行板多层介质径向波导的本征值 ,是运用径向模式匹配法分析介质加载圆柱腔的关键 .首先根据平行板多层介质径向波导 (径向均匀 )本征模的场分布 ,讨论了两层和三层介质径向波导中TEZ模和TMZ 模的轴向本征函数 ,然后利用边界条件推导了相应的本征方程 ,最后探讨了本征方程的数值求解方法 。

双弥散多孔介质平板通道内纳米流体流动特征

基于双速度Brinkman-Darcy扩展动量模型,分析Cu/H2O纳米流体在双弥散多孔介质平板通道内的流动特征.采用正常模式降阶法推得双弥散多孔介质裂纹相(f相)和多孔相(p相)的速度分布解析解.参数分析表明,两相中纳米流体的速度随着固体颗粒体积分数的增加而降低;动量传递系数增加,两相速度呈相反趋势变化,且速度差变小;达西(Darcy)数增大,两相速度增大且速度差变大;当仅p相Darcy数增大时,导致双弥散效应增强,两相速度亦同时增大,但两相速度差变小;随着纳米流体体积分数增加,流动阻力增大.

太赫兹平行平板金属波导T型腔中消逝模共振频率的理论分析

基于电磁理论及相关研究,提出了一个计算T型腔太赫兹平行平板金属波导消逝模共振频率的拟合公式,分别用拟合公式和COMSOL软件研究了不同参数下消逝模的共振频率。实验结果表明,两种方法得到的结果吻合程度较好,相对偏差均不超过0.3%。拟合公式提供了一种快速简单又能准确获得消逝模共振频率的计算方法。

石墨烯TE模表面等离子体波和表面等离子体波导的特性

基于含石墨烯的双/三层介质结构中的光学色散方程,研究了覆层和基底层材料对石墨烯表面等离子体波横电(TE)模的影响。计算结果表明,近红外波段内,石墨烯表面等离子体波TE模的性质对覆层和基底层介电常数的差值极其敏感。当覆层和基底层介电常数出现微小差异时,TE模可以进行传输。随着两介电常数差值的增大,TE模的有效折射率显著增大,甚至超过覆层折射率,而传播损耗不断减小。对于三层介质结构,相邻两介质分界面间添加单层石墨烯形成了平板波导结构,研究该结构发现,当传导层和基底层介电常数相近时,其夹层的石墨烯对波导TE模的调控尤其显著,这种调控来源于电磁波耦合到石墨烯形成的表面等离子体波TE模。这些结果为设计调制器、检测器和过滤器等石墨烯表面等离子体波导器件提供了理论支持。