微波傳輸線不連續(xù)性問題中模式分析方法研究.pdf

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

2、的結(jié)果，從而證明了FDTD算法應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。隨著微波技術的發(fā)展，微波系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來越復雜，應用頻率也越來越高，微小的結(jié)構(gòu)變化和擾動都會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生很大影響，這對微波傳輸線的性能提出了更高的要求。為此本文著重對微波傳輸線中的不連續(xù)性問題及其分析方法進行了較深入的研究，在FDTD模擬仿真的基礎上利用多種后處理方法對傳輸線的特性進行了分析。首先利用橫向電磁場諧振原理(TFR)和時空

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)的各個傳輸模式的模式場分布，并在模式場分布的基礎上利用傳輸線理論分析了主模及各個高階模式的傳播(或衰減)常數(shù)，能量在主模和高階模式之間的轉(zhuǎn)化關系等特性。最后通過對頻域場分量奇異值分解(SVD)也獲得了傳輸線模式場分布，色散關系，及能量轉(zhuǎn)換關系等特性。文中不同