一种基于完全矢量有限元的均匀波导模式计算方法

专利申请号：CN202210992120.9

公 开 号：CN115392079A

发 明 人：吴春华 赵华鹏 胡俊 

代 理 人：闫树平

代理机构：电子科技大学专利中心

专利类型：发明专利

申 请 日：20221125

公 开 日：20220817

专利主分类号：G06F30/23

关 键 词：均匀波导 电场 三角形单元 插值函数 磁场方程 矢量 矢量基 求解 泛函 切向 磁场 矩阵 相乘 顶点坐标计算 本征方程 波动方程 顶点坐标 截止波数 截止频率 离散单元 模式计算 正定矩阵 电磁学 横向场 再利用 求和 参量 耗时 转化 

摘      要：本发明公开了一种基于完全矢量有限元的均匀波导模式计算方法，属于计算电磁学领域。本发明先将均匀波导横截面剖分成若干三角形离散单元取得各三角形单元顶点坐标；再利用顶点坐标计算出三角形单元各边对应的矢量基函数；以三角形各边的切向电场或切向磁场作为横向场插值参量，将其分别与各边对应的矢量基函数相乘后再求和得到插值函数。与此同时，将矢量波动方程转化为电场和磁场的方程，并对得到的电场和磁场方程进行变分泛函处理；最后将插值函数代入变分泛函后的电场和磁场方程中得到B矩阵为正定矩阵的均匀波导广义本征方程。以此求解出均匀波导的截止波数和截止频率。本发明计算耗时短、精度高等优点，适用于求解均匀波导的各模式。