差分法在傳輸線和微帶天線中的應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)用在微波集成電路,還應(yīng)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(dǎo)數(shù),從而把待求的邊值問題轉(zhuǎn)化為一組相應(yīng)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(yīng)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(dǎo)線,同

3、軸線,微帶線內(nèi)空間的電勢分布情況,以及相應(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)出任意偏置磁場下鐵氧體磁導(dǎo)系數(shù)張量表達式,