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Transformation-Optics-Mapped Spectral Methods for Curved Rectangular Waveguide Analysis
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AI
DOI：10.1109/tmtt.2026.3721781.png)
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摘要
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本文介绍了一种用于分析弯曲纵向轴矩形波导中电磁场的谱方法。采用变换光学（TOs）映射将弯曲波导几何结构转化为等效的直波导，其中介质变为各向异性和沿纵向方向空间变化的。在所提出的谱方法中，麦克斯韦方程被解耦为控制TM ${}^{y}$ 和TE ${}^{y}$ 波的标量偏微分方程。通过假设横向方向的谐波模态依赖性，问题简化为沿纵向坐标的常微分方程。开发了两种基于伽辽金法的谱离散化方法，分别采用拉格朗日或傅里叶基函数。所提出的谱方法能够高效计算弯曲矩形波导的截止波数，为紧凑型曲折结构等提供设计相关见解。此外，它为弯曲波导端口处的模态分析和激励建立了统一框架。数值结果表明，基于拉格朗日的谱方法比基于傅里叶的谱方法和瑞利-里茨参考解具有更快的收敛速度。与依赖专用缩放汉克尔函数的解析方法不同，所提出的谱方法不受限于无损耗介质。
Keyword:
Curved rectangular waveguide
Fourier harmonic functions
Lagrange basis functions
spectral methods
transformation optics (TOs)
期刊
IF:
4.5
论文数:
686
被引数:
3.5W
机构
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