FDTD算法及其在PBG微帶傳輸結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用.pdf

1、該文主要以此為切入點(diǎn)探討了用時(shí)域有限差分法(FDTD)對(duì)PBG微帶傳輸線進(jìn)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(duì)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(shí)探討了一種改進(jìn)的PML(理想匹配層)吸收邊界條件和兩種場(chǎng)量可視化的方法.FDTD方法中吸收邊界的選擇和設(shè)置對(duì)計(jì)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(diǎn)和難點(diǎn).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(jìn)的PML吸收算法.改進(jìn)后的算法具有結(jié)構(gòu)緊湊、思路簡(jiǎn)潔和反射系數(shù)較原算法小兩個(gè)數(shù)量級(jí)的優(yōu)點(diǎn).此外,在FDTD程序中將場(chǎng)量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)可視化不僅有利于程序編制者在開發(fā)時(shí)快速定位編程中的錯(cuò)誤,而且能促進(jìn)理解復(fù)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(shí)時(shí)可視化方法.采用MATLAB軟件接口進(jìn)行繪圖的方法雖然實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但計(jì)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(jì)算效率高,而且程序互動(dòng)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(guò)高斯脈沖激勵(lì)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(duì)其帶阻特性的影響.模擬結(jié)果表明:PBG結(jié)構(gòu)的周期個(gè)數(shù)設(shè)置為7~9個(gè)比較合適,PBG結(jié)構(gòu)的尺寸a和r滿足