2013年非对称双脊波导有限差分分析：电磁场与截止频率研究

本文主要探讨了"非对称双脊波导的有限差分法分析"，发表于2013年12月的陕西理工学院学报(自然科学版)第29卷第6期。作者帅春江和钱颖利用泰勒级数法推导出了直角坐标系下电磁场在纵横方向的亥姆霍兹方程的差分公式。该研究的重点在于对对称双脊波导的电磁场特性的深入分析，包括场域分布以及截止频率的计算。通过实例，作者考察了非对称双脊波导结构变化对其截止频率的影响。 有限差分法作为一种数值计算方法，在微波技术和天线工程等领域中的应用日益广泛，特别是在处理规则矩形波导问题时表现出高效性。然而，对于非规则结构如脊波导和非对称多脊波导这类复杂问题，以往的研究相对较少。本文填补了这一空白，通过有限差分法对双脊波导的电磁波传播特性进行了详细分析。 研究过程包括利用差分方法处理不等距网格下的亥姆霍兹方程，得到一个迭代的差分表达式。在计算过程中，需要为内部网格节点赋予初始值，通过适当的松弛系数迭代优化节点的U值，直至达到所需的精度。通过这种方法，作者证明了有限差分法是分析脊波导的有效工具，特别是在处理非对称结构时，可以精确预测其截止频率的改变。 本文的关键点在于有限差分法的应用，以及非对称双脊波导结构对其性能参数，尤其是截止频率的重要影响。这对于设计和优化微波器件，如滤波器、耦合器等具有实际意义，有助于提升通信系统的性能和效率。整体而言，这项工作为微波技术的发展提供了一种实用且精确的分析手段。