FDTD算法及其在PBG微帶傳輸結構中的應用.pdf

1、該文主要以此為切入點探討了用時域有限差分法(FDTD)對PBG微帶傳輸線進行分析.其中主要仿真了PBG結構的改變和金屬屏蔽層對其帶阻特性的影響,分析了最優(yōu)的PBG結構和金屬屏蔽層的設置方法,同時探討了一種改進的PML(理想匹配層)吸收邊界條件和兩種場量可視化的方法.FDTD方法中吸收邊界的選擇和設置對計算效率和結果的精度都有極大的影響,是FDTD方法中的重點和難點.該文研究了常見的Mur二階和Gedney的各向異性PML吸收邊界條件,并

2、在Gedney的各向異性PML吸收邊界算法的基礎上提出了改進的PML吸收算法.改進后的算法具有結構緊湊、思路簡潔和反射系數較原算法小兩個數量級的優(yōu)點.此外,在FDTD程序中將場量信息進行實時可視化不僅有利于程序編制者在開發(fā)時快速定位編程中的錯誤,而且能促進理解復雜的電磁現(xiàn)象背后的深刻規(guī)律,所以該文研究了兩種實時可視化方法.采用MATLAB軟件接口進行繪圖的方法雖然實現(xiàn)簡單,但計算效率較差;而直接使用Visual Fortran中Quic

3、k Win模式下的寫屏技術,不但計算效率高,而且程序互動性好,是一種值得推廣的可視化技術.最后,用FDTD方法模擬了包含集中元件的多種PBG微帶結構,并通過高斯脈沖激勵和傅立葉變換的方法提取了兩端口的S參數.討論了PBG結構的改變(如PBG結構的維數、蝕刻孔的形狀、蝕刻孔的大小、周期結構的間距、周期結構的數目等),以及金屬屏蔽層的位置對其帶阻特性的影響.模擬結果表明:PBG結構的周期個數設置為7~9個比較合適,PBG結構的尺寸a和r滿足