基于區(qū)域分解的分層結(jié)構(gòu)算法研究.pdf

1、分層介質(zhì)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于微帶天線、雷達(dá)遙感、微帶電路等許多領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)以及計(jì)算電磁學(xué)的發(fā)展，如何對(duì)其進(jìn)行更加快速有效的全波仿真成為近年來(lái)研究的重點(diǎn)課題之一。
　　本文采用適合于分層介質(zhì)結(jié)構(gòu)目標(biāo)電磁輻射與散射計(jì)算的混合位積分方程（MPIE）的C類(lèi)譜域格林函數(shù)，利用索末菲爾恒等式快速求解得到空域格林函數(shù)，將其與屋頂基函數(shù)（Roof-top）相結(jié)合，采用電場(chǎng)積分方程和基于伽略金弱連續(xù)條件（DG）的區(qū)域分解技術(shù)來(lái)分析微帶結(jié)構(gòu)的散射與

2、輻射等問(wèn)題。
　　本文首先采用譜域法分析分層介質(zhì)結(jié)構(gòu)，基于傳輸線理論推導(dǎo)出任意分層結(jié)構(gòu)的C類(lèi)譜域格林函數(shù)，然后采用二級(jí)離散復(fù)鏡像方法（DCIM）快速求解空域格林函數(shù)，著重介紹了DCIM中的采用矩陣束（MP）方法進(jìn)行復(fù)指數(shù)擬合以及利用圍線積分快速有效地查找表面波極點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的留數(shù)計(jì)算。在此基礎(chǔ)上結(jié)合基于混合位積分方程的空域矩量法（MoM），對(duì)微帶結(jié)構(gòu)天線的散射、輻射以及微帶電路S參數(shù)進(jìn)行快速精確求解。接著引入基于伽略金弱連續(xù)條件表面

3、積分方程（IEDG）的區(qū)域分解方法（DDM），將待求解的目標(biāo)分解成幾個(gè)閉合的子區(qū)域，然后對(duì)每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行分別求解，每個(gè)子區(qū)域都將進(jìn)行獨(dú)立刨分，并且有自己獨(dú)立的基函數(shù)。為了保證邊界電流的連續(xù)性，在邊界上引入高階基函數(shù)并在邊界上施加電流連續(xù)性條件，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模目標(biāo)的分區(qū)域求解。同時(shí)本文也給出了若干個(gè)計(jì)算實(shí)例，包括微帶天線的S參數(shù)、方向圖、RCS，微帶電路的S參數(shù)以及自由空間金屬導(dǎo)體的散射，其計(jì)算結(jié)果與商業(yè)軟件吻合良好，證明了本文方法的正