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随着科学技术的发展，电磁场有效控制和利用问题的研究已显得日趋重要。现代技术的许多方面都与电磁场有关，复杂电磁系统的分析与综合，以及高频电磁场与复杂目标相互作用的分析与计算，都成为计算电磁学的重要课题。从理论上讲，数值方法对于任何频率、任何形状和大小的物体，只要建立了算子方程模型，都能求出指定精度的解以满足工程的需要。数值方法在所能处理的问题的范围和复杂程度上表现出巨大的优越性。
其中有限元法是一个用途广泛的工具，它可以用来处理各种复杂结构。本文中我们的有限元程序采用不同等级的插值基函数，来分析优化毫米波Gunn管振荡器结构，结果表明：1.5阶插值有限元程序与0.5阶插值相比，在剖分较小未知量的情况下得到了较为精确的结果，并且计算时间也大大缩短。我们还研究了区域分解技术对基于有限元方法的大规模线性方程的系数矩阵进行求解，把区域分成若干子区域及相邻子区域间的分界面，从而将复杂的大规模求解问题分解为若干子问题。
为了保证毫米波振荡器输出较大的功率来满足实际的工程需要，本文还利用1.5阶有限元程序及引入区域分解技术的FEM程序优化了一些功率合成技术器件，包括四端口功率合成器和准光腔功率合成器。利用ANSYS建模先对这些器件进行模型的简化，然后采用完全匹配层PML来模拟这些器件的负载匹配和开放区域的电磁波传输。所设计的振荡器在128GHz时，匹配度在．10dB以下，准光腔功率合成效率可达到87％，这些都为以后进一步的工作设计提供参考和建议。