微波電路和天線模型降價與區(qū)域分解的有限元分析.pdf

1、隨著微波器件的工作頻率越來越高,作為全波分析方法的有限元,以其獨特的優(yōu)勢越來越重要。但是,由于有限元對整個區(qū)域的離散,產(chǎn)生大規(guī)模矩陣方程,導(dǎo)致計算資源過大,尤其當(dāng)分析寬頻帶電路或電大尺寸的微波器件時。
　　 針對上述問題,本文首先介紹了有限元模型降階以及區(qū)域分解法的研究背景和發(fā)展?fàn)顩r。本文主要研究的模型降階技術(shù)分別基于漸近波形估計和基于Krylov子空間,兩類方法的關(guān)鍵都在于構(gòu)造出映射矩陣,它可以使原來較大的模型轉(zhuǎn)化為較小的模型

2、,并且這個縮小的模型可以很好地保持原有系統(tǒng)模型的特性,通過在每個頻點上求解這個降價后的系統(tǒng)模型就可以得到原有系統(tǒng)模型的特性。
　　 對分析寬頻帶電路,如波導(dǎo)、微帶結(jié)構(gòu)的器件進(jìn)行掃頻時,模型降階技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高仿真計算效率。本文詳細(xì)介紹了針對頻率這一參數(shù)的降階原理和過程,使頻域有限元在計算寬頻帶問題時只需在某個頻率點上構(gòu)造映射矩陣,然后對降階后的模型掃頻,克服分析寬頻帶大規(guī)模高速集成電路系統(tǒng)時遇到的計算資源過大的問題。

3、r>　　 對電大尺寸的問題,文中所涉及到的大規(guī)模天線陣列,我們研究了有限元的另外一個重要的思想——有限元區(qū)域分解法。有限元區(qū)域分解法是將一個大的區(qū)域分解為多個小區(qū)域,先對每個小區(qū)域分別進(jìn)行處理,同時考慮區(qū)域間通過特定的邊界條件聯(lián)結(jié)起來,使之又成為一個整體。這種方法對于解決電大尺寸的問題非常有效,尤其分析具有周期結(jié)構(gòu)的問題時更加具有優(yōu)勢。
　　 本文主要還研究了微帶貼片天線同軸探針饋源時的輻射特性,針對具有大規(guī)模周期結(jié)構(gòu)的微帶天