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微波、毫米波三维空间集成电路的数值模拟研究

发展三维空间微波、毫米波集成电路已成为解决目前微波、毫米波产品多功能、小型化的主要的研究领域之一。然而,微波结构从二维(平面型)向三维过渡,除了工艺上要求更高之外,其数值模拟和优化设计也复杂困难很多。寻找高效、计算量小、便于计算机仿真的数值模拟方法已成微波工程师们的重要课题。本论文的目的正是要获得这样的有效数值模拟方法。为此从两个方面进行:一是用具有更简单形式的函数来替代电磁积分方程中复杂形式的Green函数,使得计算量减少;二是选择更加合适的基函数去表示金属板表面的电流或电荷密度,以达到同样目的。以下为本论文的研究工作和所取得的成果:1.本论文采用复镜像理论对Green函数进行模拟。第一次结合具体的微波结构对复镜像理论中的常用的两种复指数函数模拟方法(Prony方法和GPoF方法)进行研究,并首次给出了两种方法所得结果的收敛情况、相对误差变化规律等等。认识到在谱域变量较小的区域,GpoF方法比Prony方法相对误差稍小一些。2  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

《应用科学学报》1997年03期
应用科学学报

用谱域格林函数分析毫米波多层介质微带线

多层介质微带线在微带天线和微波集成电路的设计中是经常遇到的,比如为防止微带天线的金属涂层被腐蚀,同时也为了提高辐射效率,常通过加盖来实现“‘;为增加带宽,电磁耦合型的双层介质结构也常常被采用”’;另外,更多层介质的微带天线能大大地增加带宽,也有报道卜’.分析这些结构的有效方法之一就是谱域矩量法卜’,在这种方法中,需要知道微带钱的特性阻抗和有效介电常数(或传播常数).在毫米波段,由于微带线的TEM波近似已不再成立,因此采用近似公式的商用软件不能给出准确的结果.全波方法,包括空域矩量法和谱域矩量法,是分析图1所示的平面分层结构很有效的一种方法k’.在分析过程中,谱域格林函数的推导往往是必不可少的.由于谱域格林函数包括了空间波辐射、表面波效应、外部单元的耦合在内的所有现象,而不含任何近似,结果是可靠的.文献[6]用谱域导抗法推导了不同源激励产生的电场、磁场谱域格林函数切向分量的一般表达式.因为分析微带线需要谱域格林函数的法向分最,所以...  (本文共7页) 阅读全文>>

《国防科技大学学报》2002年05期
国防科技大学学报

求解分层介质结构空域格林函数的固定实镜像法

随着电磁场理论和技术的快速发展 ,微波集成电路 (MIC和MMIC)和微带天线中 ,越来越多地应用了平面分层介质结构。此外 ,地球勘探、遥感和电波传播问题中也会大量遇到分层介质结构 ;分层介质结构问题的求解因此日益受到研究人员的重视。这类问题的标准解法是建立分层介质结构的积分方程 ,然后用矩量法求解 ,在这类方法中 ,空域混合位积分方程与电场积分方程、磁场积分方程和混合积分方程相比积分内核的奇异性较弱 ,因而受到广泛的重视和应用[2 ] 。在该方法中通常采用数值积分计算非常棘手的Sommerfeld积分 (SI) ,非常耗时 ,是空域矩量法的主要计算瓶颈。近年来 ,业界提出离散复镜像理论[3] (DCIM)避免数值积分 ,受到了广泛重视 ,并已获一些商业软件应用。离散复镜像技术首先利用准静近似抽取对应于远谱近场的准动态空域镜像 ,然后抽取对应近谱远场的表面波 ,剩余部分归结为复镜像的作用。求复镜像时用Prony法或广义函数束 (...  (本文共4页) 阅读全文>>

《应用科技》2008年04期
应用科技

微带结构中的表面波分析

目前贴片天线、微带电路之类的微带结构以其尺寸小、剖面低等优点得到日益广泛的应用.由于使用频率的不断升高,介质板材料的不断改变,表面波对微带结构的影响也越发的显著.因此研究表面波问题对于微带结构的改善及应用有着重要的意义.文中主要对空域格林函数中的表面波成份进行分析.空域格林函数是矩量法[1-2]分析微带结构的核心问题,它由谱域格林函数做汉克尔反变换得到,但被积函数函数振荡剧烈、收敛慢,直接数值计算耗时多.目前主要用离散复镜像方法[3-4](DCIM)对谱域格林函数进行变换.变换后空域格林函数分解为准静态、表面波、复镜像[4]3个部分.经过研究发现,表面波成份主要是由谱域格林函数中的极点决定的,为此文中深入分析极点的性质,求出表面波所对应的空域格林函数.并分析了影响表面波的几个关键参数,为减弱表面波影响及改善微带结构的性能提供依据.1理论分析1.1空域格林函数和谱域格林函数下面以一个在微带基板上的x向单位强度的水平电偶极子r为例,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《北京理工大学学报》2002年04期
北京理工大学学报

圆柱分层媒质中并矢格林函数的快速计算

在圆柱共形微带贴片天线的矩量法全波分析中 ,关键问题是空域格林函数的计算 .一般情况下空域格林函数没有闭合的解析形式 ,只能通过对谱域格林函数做谱域积分得到 .而其中谱域格林函数的计算由于涉及到高阶复宗量的 Bessel函数的精确计算而难于在 PC机上实现 .作者给出了覆介质的金属圆柱问题中适于数值计算的谱域格林函数形式 ,对其中的圆柱函数组合式的计算进行了讨论 ,使得谱域格林函数的计算能够在 PC机上快速实现 ,然后利用高精度的数值积分得到空域格林函数 .1 谱域格林函数的推导文献 [1 ]和文献 [2 ]给出了由级联矩阵形式表示的圆柱分层媒质中谱域格林函数的一般表达式 .然而利用其进行数值计算的困难在于其中含有高阶复宗量圆柱函数 ,由于舍入误差的影响 ,直接在 PC机上计算几乎是不可能的 .因此必须寻找适于数值计算的谱域格林函数的表达式 .图 1给出了金属圆柱覆盖一层介质的结构示意图 .各层编号及几何尺寸如图所示 .0层为完...  (本文共4页) 阅读全文>>