full-wave導波路固有モード解析のための2次edge element

1. はじめに

前記事で導波路ベクトル波(full-wave)固有モードをedge/nodal 三角形要素を用いて計算しましたが、用いたedge/nodal elementsは基本要素(1次要素)でした。

今回2次のedge/nodal elementsを用いてベクトル波導波路の固有モードを計算しています。

2. 2次edge/nodal elementsの構成

2次edge/nodal elementsの形状関数と計算に用いる導出をpdfにまとめました。

http://starlightparade.usamimi.info/ivyfem/doc/2ndOrderEdgeElement.pdf?p=0

3. 2次edge/nodal elementsを用いた固有モード計算

2次要素を用いる場合、要素分割は1次要素より粗くても精度良く計算できるはずなので、要素の大きさは1次要素の場合の2倍にしています。

3.1. 空洞導波管

電界ベクトルEで計算した結果

磁界ベクトルHで計算した結果

3.2. 遮蔽形マイクロストリップ線路の固有モード計算

電界ベクトルEで計算した結果

3.3. 遮蔽型異方性誘電体導波路の固有モード計算

電界ベクトルEで計算した結果

4.まとめ

ベクトル波導波路の固有モード解析のために2次edge/nodal elementsを構成し、各種導波路の固有モードを計算しました。