ΑΝΑΛΥΣΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΩΝ ΟΠΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΙΛΙΟΣΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΜΕ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΒΑΣΗΣ ΟΛΙΚΟΥ ΕΥΡΟΥΣ

Abstract

Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΗ ΕΧΕΙ ΩΣ ΘΕΜΑ ΤΗΝ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΧΙΛΙΟΣΤΟΜΕΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. ΠΙΟ ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΑ, ΑΝΑΛΥΟΝΤΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ ΟΡΘΟΓΩΝΙΚΩΝ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΟΔΗΓΩΝ ΠΟΥ ΤΟΠΟΘΕΤΟΥΝΤΑΙ ΜΕΣΑ ΣΕ ΓΕΝΙΚΑ ΠΟΛΥΣΤΡΩΜΑΤΙΚΑ ΜΕΣΑ. Η ΑΝΑΛΥΣΗ ΒΑΣΙΖΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΜΕΘΟΔΟ ΤΩΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ. ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ Η ΤΕΧΝΙΚΗ GALERKIN. ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ ΣΤΗΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΗΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΒΑΣΗΣ ΟΛΙΚΟΥ ΕΥΡΟΥΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ ΣΤΟΥΣ ΟΡΘΟΓΩΝΙΚΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΔΗΓΟΥΣ. ΟΙ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΑΥΤΕΣ ΕΧΟΥΝ ΤΗΝ ΜΟΡΦΗ ΕΠΙΠΕΔΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΙΚΑΝΟΠΟΙΟΥΝ ΤΟΥΣ ΝΟΜΟΥΣ ΤΟΥ MAXWELL, ΑΠΟΤΕΛΩΝΤΑΣ ΕΠΟΜΕΝΩΣ ΕΝΑΝ ΦΥΣΙΚΟ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ. ΣΤΗΝ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΕΠΙΛΥΣΗ ΤΟΥ ΓΡΑΜΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ, ΤΑ ΑΠΕΙΡΑ ΦΑΣΜΑΤΙΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑΤΑ ΥΠΟΛΟΓΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΜΕΣΩ ΑΝΑΛΥΤΙΚΩΝ ΑΣΥΜΠΤΩΤΙΚΩΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΕΩΝ. Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΑΙ ΣΕ ΜΕΓΑΛΗ ΠΟΙΚΙΛΙΑ ΑΠΛΩΝ ΚΑΙ ΣΥΖΕΥΓΜΕΝΩΝ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΟΔΗΓΩΝ ΚΑΙ ΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΙΝΟΥΝ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΗ ΣΥΜΦΩΝΙΑ ΜΕ ΔΗΜΟΣΙΕΥΜΕΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΛΛΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ. ΘΕΩΡΟΥΝΤΑΙ ΕΠΙΣΗΣ ΥΛΙΚΑ ΜΕ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΚΑΙ ΡΥΘΜΟΙ ΔΙΑΡΡΟΗΣ. Η ΜΕΛΕΤΗ ΑΥΤΗΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΟΔΗΓΕΙ ΣΤΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ ΟΤΙ, ΟΙ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕΝΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΒΑΣΗΣ ΟΛΙΚΟΥ ΕΥΡΟΥΣ ΠΑΡΕΧΟΥΝ ΕΝΑ ΑΠΟΔΟΤΙΚΟ ΕΡΓΑΛΕΙΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΝΙΑΙΑ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΠΡΑΚΤΙΚΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΣΕ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ ΑΠΟΤΗ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΙΚΗ ΜΕΧΡΙ ΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ.

THIS THESIS DEALS WITH THE ANALYSIS AND MODELING OF OPTICAL AND MILLIMETER-WAVEINTEGRATED CIRCUITS. THESE ARE CONSTRUCTED BY EMBEDDING RECTANGULAR DIELECTRIC WAVEGUIDES INSIDE A GENERAL PLANAR MULTILAYERED MEDIUM. THE MATHEMATICAL FORMULATION IS BASED ON THE METHOD OF INTEGRAL EQUATIONS, THAT ARE SUBSEQUENTLY SOLVED NUMERICALLY BY EMPLOYING GALERKIN'S TECHNIQUE. THE NOVEL CONCEPT IN THIS WORK LIES WITH THE INVOLVEMENT OF A SET OF ENTIRE-DOMAIN BASIS FUNCTIONS USED TO EXPAND THE UNKNOWN ELECTRIC FIELD IN THE WAVEGUIDES CROSS-SECTIONS. THESEFUNCTIONS HAVE THE SIMPLE FORM OF PLANE WAVES AND SATISFY MAXWELL'S EQUATIONS, THEREFORE REPRESENTING A PROPER EXPANSION MECHANISM. IN THE NUMERICAL ELABORATION OF THE RESULTING LINEAR SYSTEM, AN EFFICIENT ASYMPTOTIC EXTRACTION TECHNIQUE IS EMPLOYED FOR THE ACCURATE NUMERICAL EVALUATION OF THE SPECTRAL INTEGRALS. AS A DEMONSTRATION OF THE DEVELOPED COMPUTER CODE, THERE ARE EXAMINED CONFIGURATIONS OF SINGLE AND COUPLED RECTANGULAR DIELECTRIC WAVEGUIDES IN A WIDE VARIETY OF OPEN AND CLOSED SUBSTRATE GEOMETRIES. THE RESULTS PRESENTED, CONCERNING THE DISPERSION CURVES AND THE FIELD PATTERNS, GIVE EXCELLENT AGREEMENT WITH PUBLISHED RESULTS OF OTHER METHODS. FURTHERMORE, THERE ARE CONSIDERED LOSSY AND LEAKY WAVEGUIDES. THE MAIN CONCLUSION OF THE RESEARCH PRESENTED IN THIS WORK IS THAT THE ENTIRE-DOMAIN BASIS FUNCTIONS EMPLOYED, PROVIDE AN EFFICIENT AND POWERFUL TOOL FOR THE UNIFIED MODELING OF A WIDE CLASS OF OPTICAL AND MM-WAVE TRANSMISSION LINES.