Применение метода импедансных сеток к электродинамическому анализу во временной области двумерных моделей неоднородных, в том числе плазменных сред
Диссертация
К сожалению предлагаемое в настоящее время программное обеспечение (см. приложение 1) не удовлетворяет представленным выше требованиям. Не проработана в достаточной мере также методика решения подобных задач во временной области для сред с £" <�£'о, ?" = 0, ?-<0, обладающих заданной частотной зависимостью е = £" (й)). В связи с этим и возникла необходимость разработки методики формирования… Читать ещё >
Содержание
- 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
- 1. 1. Современное состояние вопроса и актуальность темы
- 1. 2. Выбор и обоснование метода исследования
- 13. Основные задачи диссертационной работы
- Теоретическая часть
- Практическая часть
- 1. 4. Научная новизна
- 1. 5. Практическая ценность
- 1. 6. Внедрение
- 1. 7. Апробация
- 1. 8. Содержание работы
- 2. ВЫВОД ПАРАМЕТРОВ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕМЕНТА ПРОСТРАНСТВА В ПЛАНАРНОЙ ИМПЕДАНСНОЙ СЕТКЕ
- 2. 1. Эквивалентная КЬС схема элемента пространства
- 2. 2. Соответствие моделей постр9ер[ой импедансной сетки и исходных дифференциальных уравнений."А
- 2. 3. Построение дифференциальных уравнений для решения задач рассеяния электромагнитных волн во временной области для сред с частотной дисперсией диэлектрической и магнитной проницаемостей
- 2. 4. Эквивалентная Кт схема элемента пространства
- 3. ПОСТРОЕНИЕ АЛГОРИТМОВ АНАЛИЗА ПЛАНАРНОЙ Кт СЕТКИ
- 3. 1. Алгоритм анализа планарной Кт сетки при неоднородном диэлектрическом заполнении
- 3. 2. Алгоритм анализа планарной Кт сетки при неоднородном магнитном заполнении
- 3. 3. Модифицированный вариант алгоритма анализа планарной ЯТ сетки при неоднородном магнитном заполнении и отсутствии магнитных потерь
- 3. 4. Алгоритм анализа планарной RT сетки при отсутствии диэлектрического и магнитного заполнения
- 3. 5. Алгоритм анализа планарной RT сетки в случае неоднородного диэлектрического и магнитного заполнения
- 3. 6. Сравнение алгоритмов анализа планарной RT сетки
- 4. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ в ПЛАНАРНОЙ RT СЕТКЕ
- 4. 1. Граничное условие КЗ
- 4. 2. Граничное условие XX
- 4. 3. Граничное условие поглощения собственных волн прямоугольного волновода H" Q и плоской волны
- 4. 3. 1. Собственные решения волноведущей структуры в импедансной сетке
- 4. 3. 2. Поглощение собственных волн прямоугольного волновода и плоской волны
- 4. 4. Трансформатор возбуждения и поглощения собственных волн прямоугольного волновода Нлл или плоской волны
- 5. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ИМПЕДАНСНОЙ СЕТКИ
- 6. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА
- 6. 1. Состав программного комплекса Tamic Rt-H
- 6. 2. Основные параметры программы Tamic Rt-H Analyzer
- 6. 3. Тестирование программного комплекса Tamic Rt-H
- 6. 3. 1. Качество возбуждения и согласования собственных решений
- 6. 3. 2. Отражение от диэлектрической пластины в прямоугольном волноводе
- 6. 3. 3. Рассеяние плоской волны на диэлектрической пластине
- 6. 3. 4. Рассеяние переднего фронта радиоимпульса на дюлектрическом слое с частотной дисперсией
- 6. 4. Пример решения задачи о рассеянии радиоимпульса на неоднородном диэлектрическом цилиндре
- 6. 5. Пример решения задачи о рассеянии трех радиоимпульсов на неоднородном диэлектрическом цилиндре
- 6. 6. Пример решения задачи рассеяния для неоднородного диэлектрического цилиндра с Гауссовым возмущением
Список литературы
- V.A. Vershkov, V.V. Dreval, S.V. Soldatov. // Rev. Sci. Instr. V. 70. 1999. N3. p 1700.
- Edited by P.E. Stott, G. Gordini, E. Sindoni, Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors, Plenum Press, New York and London, 1996, p.638.
- E. Mazzucato and R. Nazikian Microwave reflectometry for the study of density fluctuation in tokamak plasmas // Plasma Physics and Controlled Fusion. Vol. 33, No. 3, p. 261 274,1991.
- Edited by P.E. Stott, G. Gordini, P. Parandoni, E. Sindoni, Diagnostics for Experimental Thermonuclear Fusion Reactors 2, Plenum Press, New York and London, 1998, p.609.
- T. Itoh, Numerical Techniques For Microwave And Millimeter-Wave Passive Structures, NA", 1989, 707 p.
- G. Mur, A Finite Difference Method for the eguide Discontinuity Problems // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-22, p. 54−57, 1974.
- Р. Daly, Hybrid-Mode Analysis of Microstrip by Finite-Element Methods // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-19, p. 19−25, 1971.
- A.F. Thomson и A. Gopinath, «Calculation of Microstrip Discontinuity Inductances // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. vol. MTT-23, p. 648−655,1975.
- U. B. M. A. Rahman H J. B. Davie, Finite-Element Analysis of Optical and Microwave Waveguide Problems // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, p. 20−28, 1984.
- P. Silvester, Finite Element Analysis of Planar Microwave Networks // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-21, p. 104−108,1973.
- M. Hano, Finite-Element Analysis of Dielectric-Loaded Waveguides // IEEE Trans, Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, p. 1275−1279, 1984.
- M. A. Rahman H J. B. Davies, Penalty Function Improvement of Wav eguide Solution by Finite Elements // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, p. 922−928. 1984.
- A. Brebbia, Method of boundary elements for the engineers, Pentech, London, 1978.
- S. Kagalmi H I. Fukai. Application of Boundary-Element Method Field Problems // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT 12, p. 455−461, 1984.
- W. J. R. Hoefer H A. Ros, Fin Line Parameters Calculated with the TLM Method // IEEE MTT- S International Microwave Symposium D i -gest 79.1, p. 341−343, 1979
- P.B. Johns and S. Akhtarzad. Three-Dimensional Numerical Analysis of Microwave Cavities Using the TLM Method. // 1975 MTT-S International Microwave Symposium Digest of Technical Papers 75.1 (1975 MWSYM.), p. 200−201.
- W. J. R. Hoefer, The Transmission-Line Matrix Method-Theory and Applications // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-33, p. 882−893. 1985.
- W.C. Chew and J.A. Kong. Effects of Fringing Fields on the Capacitance of Circular Microstrip Disk // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 28.2 (Feb. 1980 T -MTT.): p. 98−104,1980.
- R. F. Harrington, Analysis of fields by a method of the moments, Macmillan, New York, 1968.
- E. Yamashita, Variational Method for the Analysis of Microstrip-Like Transmission Lines // IEEE Trans, Microwave Theory Tech, vol, MTT-16.8, p. 529−535, 1968.
- R, W, Jackson h D, M. Pozer. Full-Wave Analysis of Microstrip Open-End and Gap Discontinuities // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-33.10, pp 1036−1042. 1985,
- D. S. Jones. The theory of electromagnetism, Pergamoo, New York, 1964,
- Y, C. Shih and K.G. Gray. Convergence of Numerical Solutions of Step-Type Waveguide Discontinuity Problems by Modal Analysis. // 1983 MTT-S International Microwave Symposium Digest 83.1 (1983 MWSYM.): p. 233−235.
- T. S. Chu, T. Itoh. h Y,-C, Shih, Comparative Study of Mode-Matching For m ulat ions for Microstrip Discontinuity Problems // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-33.10, p. 1018−1023, 1985.
- G.Kowalski h R. Pregla, Characteristic of the shielded strip line with finite thickness of a conductor. // Arch. Elektron. Ubertragung stech, vol. 215, p. 193−196 April 1971.
- R. Sorrentino h T, Itoh. Transverse Resonance Analysis Discontinuities of Finline // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, p. 1633−1638,1984
- A. Dreher and R. Pregla, Analysis of Planar Waveguides with the Method of Lines and Absorbing Boundary Conditions //1991 Microwave and Guided Wave Letters 1.6 (Jun. 1991 MGWL.), p. 138−140.
- S. B. Worm h R. Pregla, Hybrid-Mode Analysis of Arbitrarily Shaped Planar Microwave Structures by the Method of Lines // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-32, p. 191 196, 1984.
- Y.-C. Shih. Т. Itoh. И L.O. Bui, Computer-Aided Design of Millimeter-Wave E-Plane Filters // IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-31,p. 135−142, 1983.
- T.S. Chu and T. Itoh, Generalized Scattering Matrix Method f or A nalysis of Cas с aded and Offset Microstrip Step Discontinuities // IEEE Trans. Microwave Theory Tech, vol. MTT-34, p. 280−284, 1986.
- Сестрорецкий Б.В. Возможности прямого численного решения краевых задач на основе метода импедансного аналога электромагнитного пространства // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общие вопросы радиоэлектроники. 1976.-Вып. 2. — с. 113−128.
- Гершгорин С.А. Об электрических сетках для приближенного решения дифференциального уравнения Лапласа // ЖПФ. 1929., Т.4-Вып. 3−4. — с. 329,
- Гутенмахер Л, И. Электрическое моделирование,-Изд-во АН СССР, 1943,
- Венников В. А, Применение теории подобия и физического моделирования в электротехнике, Госэнергоиздат, 1949.
- Штейн Н.И. Методы электрического моделирования волноводов, //Сборник электрическое моделирование-Изд-во АН СССР, 1952.
- Тетельбаум И.М. Электрическое моделирование, Физматгиз, 1959.
- Пухов В.В., Сазонов В. П. Модели с сосредоточенными параметрами для изучения электромагнитных полей // Вопросы радиоэлектроники. Gep. l Электроника. -1961.-Вып. 12.
- Федоров Н. Н, Решение двумерных задач электродинамики в неоднородных средах методам моделирования // Труды МЭИ. Радиотехника. 1969.-Вьш. 65. Москва.
- Федоров Н.Н. Решение некоторых задач электродинамики в неоднородных средах методами конечно разностных сеток // Диссертация. М. МЭИ, 1969. 472с.
- Филатова Е.А. // Диссертация. М. МЭИ, 1969.
- Филатова Е.А. // Известия Вузов. Радиоэлектроника N 5,1969.
- Филатова Е.А. // Труды МЭИ. Вып. 65. Радиоэлектроника. 1969.
- Филатова Е.А. // Известия Вузов. Радиоэлектроника N 6, 1972.
- Филатова Е.А. // Известия Вузов. Радиоэлектроника N 11, 1972.
- Филатова Е.А. // Сб. Тр. МЭИ. Радиоэлектроника. 1972.
- Johns Р.В., Beurle R.L. Nmnerical solution of 2-dimensional scattering problems using a transmission-line matrix // Proc. Inst. Elec. Eng., vol. 118, pp.1203−1208, Sept. 1971.
- S. Akhtarzad and P. B. Johns. Generalised elements for T L M method ofnumerical analysis.//Proc. lEE, vol. 122, pp. 1349−1352, Dec. 1975.
- Кухаркин E.G., Сестрорецкий Б. В. Машинные методы расчета в инженерной электрофизике. М.: МЭИ, 1986. — 68 с.
- Кухаркин Е.С., Сестрорецкий Б. В. Диалоговая оптимизация топологии устройств в электродинамических САПР.-М.:МЭИ, 1987.-96с.
- Yee K.S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media // IEEE Trans, on Antennas and Propagation, vol. AP-14, pp. 302−307, May 1966.
- Johns P.B., Application of the transmission-line method to homogeneous waveguides of arbitrary cross-section // Proc. Inst. Elec. Eng., vol. 119, pp. l086−1091,Aug. 1972
- Крон Г. Исследование сложных систем по частям (диакоптика). -М.: Наука. 1972.-544 с.
- Сестрорецкий Б.В., Климов К. Н., Королев С. А., Петров А. С. Моделирование волноводных устройств с помощью метода импеданс-ных сеток. М.: МГИЭМ, 1999. 38с.
- Сестрорецкий Б.В., Петров А.С, Иванов С. А., Климов К. Н., Королев С. А., Фастович СВ. Анализ электромагнитных процессов на основе RLC и RT сеток. М.: МГИЭМ, 2000. — 149 с.
- Крон Г. Тензорный анализ сетей. М.: Советское радио. -1978. -720 с.
- Сестрорецкий Б.В., Кустов В. Ю. Эффективный алгоритм анализа плоских волноводных устройств // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общие вопросы радиоэлектроники. 1988.-Вып. 2. — с. 3−16.
- Сестрорецкий Б.В., Кустов В. Ю., Шлепнев Ю. О. Анализ СВЧ-микросборок методом информационного многополюсника // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общие вопросы радиоэлектроники. -1988.-ВЫП. 12.-С.26−42.
- Сестрорецкий Б.В., Карцев И. Ю. Метод импедансно-сеточной функции Грина для решения двумерных задач дифракции // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общие вопросы радиоэлектроники. -1991 .-Вып. 1. с. 18−26.
- Карцев И.Ю. Метод импедансно-сеточной функции Грина для решения двумерных задач дифракции // Диссертация. М. МЭИ, 1991.-138с.
- Grossmann М.Т., Holzhauer Е., Hirsch M., Serra F., Manso M.E., Nunes I. A 2-D Code for the Analysis of Microwave Reflectometry Measurements in Fusion Experiments // III Reflectometry Workshop for Fusion Plasma, Madrid, Spain, May 5−7 1997 ~ 94−115pp.
- Гуревич А.Г., Мелков Г. A. Магнитные колебания и волны. М.: Наука, 1994.-464 с.
- Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин СЭ. Теория колебаний. М.: Наука, 1981.-568 с.
- Капранов М.В., Кулешов В. П., Уткин Г. М. Теория колебаний в радиотехнике. М.: Наука, 1984. — 320 с.
- Бессонов Л.А. Электрические цепи.-М.:Гардарики, 1999.-638с.
- Баскаков СИ. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 2000. — 462 с.
- Clemmow Р. С, Dougherty J.P. Electrodynamics of Particles and Plasmas. Addison-Wesley Publishing Co., Inc, 1990.
- Гинзбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. М.: Наука, 1967.
- Сестрорецкий Б.В., Тищенко В. А. Применение Кт-метода для моделирования объемных электродинамических процессов // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общие вопросы радиоэлектроники, 1987, -Вып, 11,-с. 29−40,
- Сазонов Д.М., Гридин А. Н., Мишустин Б. А. Устройства СВЧ, Москва, Высшая Школа, 1981. 295 с.
- Herring J.L. Developments in the Transmission-Line Modeling Method for Electromagnetic Compatibility Studies. PhD thesis, University of Nottingham, UK, 1993.
- Trenkic V. The development and characterization of advanced nodes for the T L M method // Thesis philosophy doctor degree. University Nottingham. -1995.
- Середов B.M. Численное решение уравнения электромагнитного поля // Вопросы радиоэлектроники. Сер. Общие вопросы радиоэлектроники. 1983.-ВЫП. 5. — с, 34−38.
- Владимиров B.C. Уравнения математической физики.-М: Наука, 1988. -512 с,
- Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1983.-616с.
- Цыпкин А.Г. Справочнж по математике. М.: Наука, 1983.-480с.
- Самарский A.A. Методы решенаяя сеточных уравнений. М.: Наука, 1978.- 592 с.
- Аткинсон Ф. Дискретные и непрерывные задачи. М.: Мир, 1968.-749 с.
- Федоров H.H. Основы электродинамики.-М.:Высш. Школа, 1980.399 с.
- Кустов В.Ю. Импедансная интерпретация метода конечных элементов для электродинамического анализа планарных волноводных устройств //Диссертация. М. МФТИ, 1988. -210с.
- Шлепнев Ю.О. Применение метода прямых для математического моделирования планарных элементов интегральных схем СВЧ // Диссертация. Новосибирск. НЭИС, 1990. 194с.
- Сивухин Д.В. Общий курс физики IV. Оптика. М.: Наука, 1986.