微波傳輸線不連續(xù)性問(wèn)題中模式分析方法研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著微波系統(tǒng)向復(fù)雜化、高頻化的發(fā)展，傳輸線中的不連續(xù)性問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越成為人們考慮的重點(diǎn)而倍受關(guān)注。本文采用時(shí)域有限差分(FDTD)算法，并利用理想匹配層(PML)吸收邊界條件對(duì)微波傳輸線中的不連續(xù)性問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　 文中首先簡(jiǎn)要介紹了FDTD算法，微波傳輸線及微波網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。接著對(duì)微帶到槽線轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)和微帶低通濾波器進(jìn)行了模擬分析，提取了散射參數(shù)并與商用軟件HFSS模擬結(jié)果和矢網(wǎng)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，得到了一致

2、的結(jié)果，從而證明了FDTD算法應(yīng)用的有效性和正確性。
　　 微波傳輸線是微波系統(tǒng)中的重要組成部分。隨著微波技術(shù)的發(fā)展，微波系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，應(yīng)用頻率也越來(lái)越高，微小的結(jié)構(gòu)變化和擾動(dòng)都會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生很大影響，這對(duì)微波傳輸線的性能提出了更高的要求。為此本文著重對(duì)微波傳輸線中的不連續(xù)性問(wèn)題及其分析方法進(jìn)行了較深入的研究，在FDTD模擬仿真的基礎(chǔ)上利用多種后處理方法對(duì)傳輸線的特性進(jìn)行了分析。首先利用橫向電磁場(chǎng)諧振原理(TFR)和時(shí)空

3、傅里葉變換(TSFT)提取了傳輸線主模及高階模的截止頻率，得到了各個(gè)傳輸模式隨頻率變化的傳播(或衰減)常數(shù)。接著聯(lián)合利用2維3維FDTD算法(2D/3D-FDTD)提取了包括主模在內(nèi)的各個(gè)傳輸模式的模式場(chǎng)分布，并在模式場(chǎng)分布的基礎(chǔ)上利用傳輸線理論分析了主模及各個(gè)高階模式的傳播(或衰減)常數(shù)，能量在主模和高階模式之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系等特性。最后通過(guò)對(duì)頻域場(chǎng)分量奇異值分解(SVD)也獲得了傳輸線模式場(chǎng)分布，色散關(guān)系，及能量轉(zhuǎn)換關(guān)系等特性。文中不同