FDTD算法及其在PBG微帶傳輸結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和金屬屏蔽層的設(shè)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(shè)置對計算效率和結(jié)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(chǔ)上提出了改進的PML吸收算法.改進后的算法具有結(jié)構(gòu)緊湊、思路簡潔和反射系數(shù)較原算法小兩個數(shù)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(shù),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(shù).最后,用FDTD方法模擬了包含集中元件的多種PBG微帶結(jié)構(gòu),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(shù).討論了PBG結(jié)構(gòu)的改變(如PBG結(jié)構(gòu)的維數(shù)、蝕刻孔的形狀、蝕刻孔的大小、周期結(jié)構(gòu)的間距、周期結(jié)構(gòu)的數(shù)目等),以及金屬屏蔽層的位置對其帶阻特性的影響.模擬結(jié)果表明:PBG結(jié)構(gòu)的周期個數(shù)設(shè)置為7~9個比較合適,PBG結(jié)構(gòu)的尺寸a和r滿足