Review of analysis for dielectric rectangual waveguides

유전체 구형 도파로 해석에 대한 고찰

  • 김영태 (김천 전문대학 전파통신과) ;
  • 김병철 (영남대학교 전자공학과) ;
  • 이무영 (영남대학교 전자공학과)
  • Published : 1997.12.01

Abstract

A dielectric waveguide structure using rectangular dielectic strip is analyzed directly in terms of the wave equation for quasi TE and quasi TE and quasiTM modes. This problem can be solved, with no approximation in the wave equation for the electric field $\vec{E}$ and magnetic field $\vec{H}$ inside and outside the dielectric rectangular waveguide matching the boundary conditions between interfaces. This leads to an eigenvalue problem where spurious modes do not appear. Dispersion characeristic examples are presented for square and rectangular waveguides. The formulation is general and can be used for compuarison with ogher methods such as FDM or FEM in various structures.

유전체 구형 도파로를 quasi TE모드와 quasi TM모드에 의하여 분석한다. 전기장과 자장의 각 성분을 근사화하지 않고 또한 각 유전체 경계면에서 경계 조건을 만족시키도록 하여 유전체 구형 도파로를 분석했다. 경계 조건을 도입하여 얻어지는 행렬식을 풀어 보면 전자파의 진행 방향인 z방향에 대한 전파 상수를 구할 수 있다. 수치해석에 의하여 유전체 구형 도파로를 분석 할 경우, 종종 발생하여 프로그래밍을 복잡하게 하는 spurious 모드를이 이 분석법에는 나타나지 않았다. 그러므로 이 방법에 의해 구해진 전파 상수 값들은 유전체 구형 도파로 분석에서 많이 사용되는 유한요소법이나 유한차등법 등과 비교하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Keywords

References

  1. Theory of Dielectric optical waveguides D. Marcuse
  2. Integrated Optics T. Tamir
  3. Classical Eletrodynamics (2nd) J. D. Jackson
  4. Electrodynamics of Continuous Media L. D. Landau;E. M. Lifswitz
  5. Bell Syst. Tech. J. v.48 Dielectric rectangular waveguide and directional coupler for integrated optics E. A. J. Marcatili
  6. Kimchun College Journal v.16 Analysis of dielectric rectangular waveguides Y. T. Kim
  7. Proceedings, 1995 IEEE Asia-Pacific Workshop on Mobile Telecommunication Analysis of Symmetric dielectric rectanular waveguides Y. T. Kim;B. Kim;M. Lee
  8. Bell Syst. Tech. J. v.48 A circular-harmonic computer analysis of rectangular dielectric waveguides J. E. Goell
  9. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.MTT-34 Finite-difference analysis of rectangular dielectric wavaguide structures K. Bierwirth;N. Schultz;F. Arndt
  10. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. v.MTT-40 A Variational Vector Finite difference analysis for dielectric wavaguides S. Patrick;K.Webb