使用广义传输线方程建模微带电路

使用广义传输线方程建模微带电路

杨鹏[1]2004年在《使用广义传输线方程建模微带电路》文中认为本论文所研究的课题是香港城市大学研究基金项目“利用表面梅方法进行高性能数值计算解决应用电磁学问题”的一部分。其要求是对一种新型的传输线微分方程的存在进行数值验证,通过建模微带电路结构,提取出宽频带内可供使用的电路参数,该电路参数中的辐射系数能表示出所取样点处能量的辐射或耦合情况。首先,我们对矩量法和基于矩量法的电磁场仿真软件IE3D的基本原理进行了分析,然后对新型的广义传输线方程的存在性和唯一性从算子理论和二端口网络H参数电路矩阵两方面进行了推导。在数值验证部分,我们首先对微带线用传统的传输线方程建模,提取出电路参数L,C并和广义传输线方程提取的电路参数L,C进行比较和分析。由于所提取的电路参数在恢复电流,电压时缺少两个边界条件,所以通过插值两个电流方程实现,然而,在这样的情况下,依旧不能恢复电路结构上的电流和电压,一般的方法是采用Liu方程来弥补,这时我们确实可以恢复电流和电压,然而所提取的电路参数却发生了微小的变化,在此基础上,我们直接采用H参数矩阵求解微带线并和广义传输线方程提取的电路参数进行对比。 使用H参数建模的最大好处就是无需再通过插值来补充恢复电流电压所需的方程,并且采用H参数求解以后,广义传输线方程可以建模微带间隙结构,这样就超越了普通传输线方程的限制。由于广义传输线方程的基础是基于矩量法软件IE3D的,所以矩量法软件IE3D的准确性对提取电路参数将产生非常重要的影响,我们分析了微带结构的网格划分对电路参数的影响。最后,我们得出了如下结论,①采用广义传输线方程提取的电路参数确实可用。②基于矩量法的广义传输线方程从目前的数值仿真软件上仍然无法证明的存在,以及确切的物理含义依旧有待进一步探讨。③当频率变得非常高时,由于普通传输线方程难以建模微带结构,所以普通传输线方程还是有需要改进的地方。

叶鸣, 贺永宁, 崔万照[2]2013年在《基于电热耦合效应的微带线无源互调机理研究》文中指出给出了基于电热耦合效应确定传输线方程非线性系数的微带线无源互调(PIM)模型.考虑输入微波功率产生的焦耳热对传输线单位长度电阻参数的影响,根据电热耦合效应对金属材料电阻率的影响规律确定了单位长度电阻的非线性系数,从而在非线性传输线方程的基础上获得了微带线无源互调产生机制的物理模型.计算结果表明:微带线介质材料的热导率越大、金属材料的电阻率温度系数越小,PIM越小;在实际粗糙范围内,微带线信号线的粗糙度越小,PIM越小.理论计算结果与相关实验数据的吻合程度证实了文中模型的合理性.所得到的研究结论对低PIM微带电路设计与实现具有参考意义.

李晋文[3]2003年在《基于MPIE的分层微带结构电磁特性分析》文中研究指明分层微带结构已得到了非常广泛的应用,在无线移动通信和相控阵雷达中应用的微带天线和单片微波集成电路MMIC正在成为一个研究和开发的热点课题。目前微带结构的电磁数值模型比较复杂,计算量较大,且模拟的结果往往与实际测试结果相差比较大,必须经过几轮反复的调试和试验,设计才能最终定型。因此,分层微带结构电磁特性的精确快速分析具有非常重要的意义。 本文紧密围绕应用混合双位积分方程(MPIE)分析微带结构这一基本方法进行研究。用谱域导抗法完整地推导了一套分层介质结构中任意形状导体的谱域格林函数;对用计算空域格林函数的离散复镜像方法作了比较全面的研究,对其实现中是否需要抽取表面波等问题给予了澄清,提出了在简单微带结构下的固定实镜像法;提出了一种基于加窗汗克尔变换的计算空域格林函数的数值积分算法,通用性比较好,精度易于控制,较直接数值积分计算效率大大提高;全面讨论了用矩量法求解分析平面分层介质中印刷结构的混合双位积分方程的各个方面问题,重点讨论电流基函数,特别是高阶叁角基函数的奇异数值处理方法;将渐近波形估计(AWE)技术应用于分层微带结构宽带响应的快速计算,避免了逐频点计算;将快速多极方法FMM结合离散复镜像技术(DCIM)扩展用于分析分层微带结构,加速用迭代法求解矩量方程中的矩阵—矢量积运算,减少内存需求。数值算例结果表明,本文的方法是准确可行的。

参考文献:

[1]. 使用广义传输线方程建模微带电路[D]. 杨鹏. 电子科技大学. 2004

[2]. 基于电热耦合效应的微带线无源互调机理研究[J]. 叶鸣, 贺永宁, 崔万照. 电波科学学报. 2013

[3]. 基于MPIE的分层微带结构电磁特性分析[D]. 李晋文. 中国人民解放军国防科学技术大学. 2003

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