差分法在傳輸線和微帶天線中的應用.pdf

1、常見的傳輸線包括雙線、同軸線.近年來隨著空間電子技術(shù),軍事及民用技術(shù)的發(fā)展,對微波元件的小型化,便于集成等提出了更高的要求,因此又發(fā)展了帶狀線、微帶線等傳輸線.傳輸線的分析,對于工程設(shè)計應用具有實際意義;另一方面,各向異性材料在眾多領(lǐng)域都有應用,如磁各向異性材料鐵氧體在微波和毫米波器件中已經(jīng)有大量的應用,它的材料特性可以隨著外加磁場的場強和方向的變化的獨特性質(zhì)使得鐵磁材料不僅應用在微波集成電路,還應用于天線技術(shù).論文中用有限差分方法結(jié)合

2、一種新型截斷邊界的處理方法研究了傳輸線中的場分布,用時域有限差分方法研究了鐵氧體介質(zhì)基片微帶天線輻射特性.有限差分是在電磁場數(shù)值計算方法以差分原理為基礎(chǔ),用各離散點上的函數(shù)的差商來近似替代該點的偏導數(shù),從而把待求的邊值問題轉(zhuǎn)化為一組相應的差分方程問題.文中首先給出二維泊松(Poisson)方程和拉普拉斯(Laplace)方程差分格式.根據(jù)給定的邊界條件,應用有限差分(FD)方法結(jié)合一種新型開放系統(tǒng)的截斷邊界處理方法,分別計算出雙導線,同

3、軸線,微帶線內(nèi)空間的電勢分布情況,以及相應的特征阻抗,并與解析解進行了比較,用來驗證這種新型開放系統(tǒng)的截斷邊界處理方法有效性.微帶天線的研究最主要方法有三種,即傳輸線法、有限元法、全波法.本文就是應用全波法中的時域有限差分方法來分析以鐵氧體作為介質(zhì)基片微帶天線的輻射特性.鐵氧體在偏置磁場下呈現(xiàn)磁各向異性,其磁導率張量隨著偏置磁場的大小和方向而改變.為了研究鐵氧體介質(zhì)基片微帶天線的輻射特性,首先導出任意偏置磁場下鐵氧體磁導系數(shù)張量表達式,