Сверхпроводящая щелевая линия

Зеленчук Дмитрий Евгеньевич
Ростовский государственный университет

Научный руководитель: Лерер Александр Михайдович, доктор физико-математических наук

 

Решена задача о распространении гибридной волны в сверхпроводящих щелевых и копланарных волноводах (рис.1).

 

Рис.1.Щелевая линия (а) и копланарный волновод (б).

Влияние конечной проводимости сверхпроводников учтено с помощью приближенных граничных условий, имеющих вид (1), (2), (3):

; , (1)

, (2)

, (3)

где и т.д.,

,

где ,

- лондоновская глубина проникновения,

- классическая глубина проникновения.

Парные сумматорные уравнения (ПСУ), к которым сводится данная задача, решены методом Галеркина с базисом, учитывающим особенность поведение электромагнитного поля на ребре, благодаря которому решение бесконечномерной задачи сводится к решению системы линейных алгебраических уравнений(СЛАУ) небольшого порядка. При решении ПСУ проведена регуляризация задачи путем выделения особенности ядра ПСУ, проявляющейся в крайне медленной сходимости рядов, через которые выражаются матричные элементы СЛАУ.

Для выделения особенности были найдены асимптотические выражения матричных элементов СЛАУ. Далее ряды разбивались на два, как показано в формуле (4):

. (4)

Первый ряд легко считается численно. Второй считается аналитически.

В соответствии с методикой решения задачи на языке C++ разработана программа для персональных компьютеров, позволяющая рассчитывать дисперсионные характеристики и потери в проводниках для четырехслойного щелевого или копланарного волновода. Проведенные исследования сходимости решения показали, что для расчетов с погрешностью не более 0.1% достаточно решать СЛАУ порядка 3-6.

(c) АСФ России, 2001