圆形槽波导功率合成技术的FDTD分析

摘要

圆形槽波导是一种新型的毫米波、亚毫米波传输线。首先由东南大学杨鸿生教授等人提出。在毫米波和亚毫米波频段,它具有低损耗,高功率容量,低色散和单模传输的特性。这给毫米波、亚毫米波器件的设计提供了一种选择。随着微波半导体器件的迅速发展,微波电路乃至整机系统也趋向于固态化、集成化。但半导体器件功率小的弱点越来越突出,微波功率合成技术正是克服这一不足的重要手段。圆形槽波导功率合成器的研究正是在这样的前提下提出的,将圆形槽波导用作谐振腔,来实现毫米波功率的合成。
　　 本文应用时域有限差分法(FDTD)计算圆形槽波导中径向盘结构的输入阻抗。用了非均匀网格和三角形网格近似圆形槽波导的曲线金属边界。完全匹配层(PML)应用于圆形槽波导的开放边界。用细网格计算径向盘中我们所关心的场值。用离散波动方程更新粗细网格边界上的切向电场分量。最后,由电压和电流的傅立叶变换的比值得到径向盘的输入阻抗。通过调整径向盘的参数,做出了随径向盘半径、厚度及位置变化的输入阻抗曲线。直观的图形对实际中的阻抗匹配起到一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 毫米波资源的特点及应用

1.1.2 毫米波功率源

1.1.3 毫米波功率合成技术

1.1.4 圆形槽波导

1.1.5 课题提出

1.2 本文内容

第二章 时域有限差分

2.1 FDTD的基本原理

2.2 FDTD的环路积分

2.3 非均匀网格

2.4 解的稳定性及数值色散

2.5 局部网格细化

2.6 吸收边界条件

2.7 激励源技术

第三章 圆形槽波导功率合成器的数值分析

3.1 管座结构的输入阻抗

3.2 径向盘结构的输入阻抗

3.2.1 输入阻抗随径向盘半径的变化

3.2.2 输入阻抗随径向盘厚度的变化

3.2.3 输入阻抗随径向盘位置的变化

第四章 圆形槽波导功率合成器的试验

4.1 圆形槽波导

4.2 圆形槽波导功率合成器的结构

4.3 圆形槽波导功率合成器的试验平台

参考文献

结束语

致谢

硕士期间发表论文