用于非规则波导传输特性分析的高效坐标变换法

摘要

针对传统数值方法在非规则波导的数值计算中存在边界处理复杂、计算效率低等问题,提出了一种高效分析非规则波导传输特性的坐标变换法.首先根据变换函数,将非规则截面区域映射为一个简单的规则截面区域,为保证变换前后Maxwell方程组满足形式不变性,变换后的规则截面区域需填充适当的各向异性媒质,媒质参数由Jacobian变换矩阵确定,由此将非规则截面波导转化为一个与其等效的规则截面波导;其次借助有限元法对简单的等效规则波导进行求解,可有效降低边界处理算法的复杂度和剖分网格密度,提高数值计算效率.对椭圆波导和矩形脊波导的计算结果表明,使用该方法能够在保证足够计算精度的同时,节省计算资源达50％以上.