FDTD法分析探针加载微带天线的简便方法

给出了一种FDTD法分析短路探针加载同轴馈电的微带天线.该方法利用一维传输线模型描述同轴线部分;而用细导线模型来分析探针.其优点是模型简单,易于编程,且程序的通用性好.数值和实测结果符合较好,表明该方法是有效的.     

采用PML的FDTD方法对矩形微带天线的研究

将完全匹配层(PML)吸收边界应用于微带结构中,对矩形微带天线进行了分析计算,给出了其时域和频域的仿真结果。结果表明,与传统的Mur边界相比,采用PML吸收边界具有反射小、馈源模型简单、收敛速度快等优点。     

一种研究探针馈电重叠圆柱共形微带天线性能的新算法研究

本文在圆柱坐标系下通过MAXWELL方程,将三维问题转换为一维问题,产生相应控制方程。利用时域特征线算法（characteristic—based time domain method）计算了探针馈电重叠圆柱共形微带天线的输入阻抗和辐射方向图。本文特点是数值计算误差小,与传统算法相比,缩短了计算时间。计算结果与FDTD算法结果吻合良好,证明了本文理论与数值模型的可行性和精确性。     

一种分析探针加载微带天线的局部共形FDTD法

提出一种局部共形时域有限差分法(LCFDTD),对短路探针加载的小型微带贴片天线进行了精确的数值分析.该方法对任意尺寸和位置的同轴探针和短路探针都可精确模拟,并且可用来模拟多探针加载情况.计算结果和实验结果相一致,证明了本文方法的有效性.     

波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件的实现与验证

实现了波动方程FDTD算法的PML吸收边界条件(WE—PML),并进行了数值验证．从结果可以看出,WE—PML的性能与Berenger-PML非常接近,优于Mur二阶近似吸收边界条件：同时,对PML媒质参数进行了优化,结果表明：WE-PML的性能主要是由PML的层数、垂直人射时的理论反射系数决定的,WE—PML参数的优化结果与Gedney的经验值基本一致。     

基于FDTD算法的表面阻抗吸收边界的研究

吸收边界条件是时域有限差分(FDTD)算法解决电磁计算问题的一种重要条件。对4种吸收边界方法：卷积完美匹配层(CPML)、表面阻抗吸收边界条件(SIBC)和2种媒介吸收体的原理进行推导,通过Matlab软件对FDTD算法进行编程计算。将4种方法用于微带低通滤波器和分支耦合器2个微带结构中,计算其反射系数。通过改变空气层厚度和迭代步长,4种方法均能得到正确的结果。对比分析4种吸收边界方法在2个模型中的计算时间、内存占用、误差百分比,可知SIBC占用内存最少,计算效率更高,误差百分比为1.63%。     

加载介质覆盖层的圆柱共形微带天线的全波分析

基于严格的全波方法分析计算了介质薄层覆盖下由探针激励的圆柱共形微带天线的输入阻抗和辐射方向图.首次详细地推导出了此结构下适于数值计算的微带帖片上的表面电流形式,并通过矩量法求解电场积分方程得到感应电流的分布.最终,通过数值结果揭示出了覆盖介质层对天线特性的影响并且与已发表文献及其他数值方法的结果进行对比,证明了方法的正确性.     

毫米波段梳形慢波线色散特性和耦合阻抗的场匹配法计算

在毫米波段，梳形线慢波系统与其它慢波系统相比，尺寸较大，易于加工，散热性好，很适宜用作毫米波返波管的慢波结构。本文通过对用场匹配法分析了梳形线色散特性的耦合阻抗，讨论了梳形线的尺寸对其色散和耦合阻抗的影响，为设计梳形线毫米波返波管提供了理论依据。     

PML-FDTD及总场-散射场区连接边界条件在三维柱坐标系下的实现及应用

基于直接形式的麦克斯韦方程,在三维扩展柱坐标系下推导了完全匹配层吸收边界条件的时域有限差分表达式(UPML—FDTD),将FDTD方法推广到三维柱坐标系中,并对其反射系数进行了测试。给出了柱坐标系下完整的总场一散射场区的连接边界条件以及平面波源的设置方法。最后利用这种方法模拟了平面波在自由空间中的传播过程,计算了理想导电圆柱体在TEM波照射下的散射方向图。     

一种新型探地雷达天线的FDTD分析

探地雷达系统一般采用超宽带短脉冲信号,因而其天线系统也必须为宽带的。该文给出一种新型的探地雷达天线,该天线为置于镜像面上且具有离散指数电阻加载的单偶极子。通过FDTD法对该天线辐射特性的仿真计算表明,选择合适的电阻加载方式,可以消除由于天线末端阻抗不匹配而引起的二次反射,使天线具有较好的辐射波形和一定的带宽,从而满足实际探地雷达系统的需要。文中还分析了收发天线不同组合方式对直耦信号和目标回波信号的影响。     

FDTD方法分析光子带隙微带结构

本文采用时域有限差分法分析计算了一维光子带隙微带结构的S参数,并设计制作了光子带隙（PBG）微带线,进行了测量。将计算结果与测量结果对比可以看出两者吻合得比较好,说明采用的分析方法是有效的。     

采用PML吸收边界条件的FDTD法在分析平面微带结构中的应用

本文将理想匹配层(PML)吸收边界条件用于平面微带结构的时域有限差分法(FDTD)分析中,给出平面微带结构的PML吸收边界条件,并编制程序,进行数值计算。结果表明,与传统的Mur吸收边界条件相比,采用PML吸收边界条件只需采用最简单的馈源模型就可明显地减小计算网格空间和加快收敛速度,并且可用于分析任意复杂结构的微带电路。本文方法对微带电路及微带天线的CAD设计将具有实际意义。     

APPLICATION OF THE PML ABSORBING BOUNDARY CONDITION TO FD-TD SIMULATION

The key problem of finite-difference time-domain (FD-TD) method is the skillful application of special conditions on the boundaries of the computational domain. A new technique named Perfectly Matched Layer(PML) yields a robust Absorbing Boundary Condition(ABC) independent of the angle of incidence and the frequency of outgoing waves. In this paper, the principle of the PML technique is briefly presented. Then some problems in the application and their settlements are discussed emphatically. Finally three numerical tests and a measured result are devoted to examine the accuracy and effectiveness of this approach.     

一种新的PML构造及其在FDTD方法中的应用

完全匹配层(PML)吸收边界在处理开域问题的时域有限差分(FDTD)方法中已得到广泛应用.本文从PML中分裂场特性出发,提出一种新的PML构造,该构造中仅有八个子区且无角区.另外,采用降维方法对PML中分裂场进行存储,有效地节省计算内存.三维数值测试结果表明,构造的八层PML反射本地误差约为-160dB.另外,金属球散射截面模拟计算结果证实了新PML构造的实用性.     

圆柱分层媒质中谱域及空域并矢格林函数的高效算法

本文提出了一种高效的计算圆柱分层媒质中谱域格林函数的数值方法 ,并利用稳定性很强的GPOF方法得到了空域并矢格林函数的解析表达式 ,大幅度的提高了计算效率 ,节省了计算时间。结果与现有文献相比 ,有良好的一致性 ,从而验证了数值模型的有效性和正确性。     

MEMS层叠式微带贴片天线的FDTD分析

将微机电系统(MEMS)技术应用于射频(RF)领域,制作新型的微带天线,是目前的一个重点和热点.文章以Maxwell方程为出发点,应用时域有限差分(FDTD)法对MEMS层叠式微带贴片天线进行精确的分析,给出了经济实用的近似吸收边界条件,找到了一系列精确模拟微带贴片天线、有效减少存储空间和计算量、节约计算时间的方法.     

FDTD分析探地雷达天线的辐射特性

探地雷达系统一般采用超宽带短脉冲信号,因而其天线系统必须具有较好的宽带性能。只有几种类型的宽带天线能够用于探地雷达系统中,如电阻加载的蝶形天线、TEM喇叭天线及其变形形式。本文将给出一种新型的探地雷达天线,该天线为置于镜像面上且具有离散指数电阻加载的单偶极子。文中将采用FDTD计算和分析该天线在自由空间和有耗媒质上方时的辐射特性。结果表明,通过选择一定的电阻加载形式,可使天线具有较好的辐射波形,从而能够满足实际探地雷达的需要。最后,通过地下目标散射场的理论结果和实验结果说明了本文所采用方法的正确性。     

设计参数变化对衍射微透镜的影响

给出了多台阶衍射微透镜的设计公式,并阐述了旋转体时域有限差分法。通过采用该方法对设计的多台阶衍射微透镜进行分析,说明了设计参数(包括焦距、入射波长、透镜材料折射率)的变化与微透镜衍射效率、爱里斑半径、最大场强变化的关系,对部分结果的定性讨论与数值分析结果一致。