矩量法在微带结构分析中的应用

摘要

本文利用矩量法对微带结构的特性进行了详细地分析。既对微带结构的空域并矢格林函数进行了分析，而且把这种分析方法应用于微带传输线、90度弯折和微带天线之中。利用Sommerfeld恒等式对被积函数分式进行指数函数逼近，将格林函数分解成准动态项、表面波和漏波项，而对漏波项的积分通过Prony法进行指数逼近，从而得到了格林函数的闭合形式解。采用矩量法技术来分析接任意负载的微带传输线和微带弯折。结合电压、负载、电流之间满足欧姆定律的特点，端口电压可以用端口电流和负载值表示出来，把用端口电流和负载表示的端口电压视作激励源，通过引入半基函数和半检验函数，建立各端口电压与线上电流之间的关系，从而实现矩量法分析微带端口接任意负载的目的。同时对微带天线进行了矩量法分析，通过计算微带贴片表面电流来求微带天线的输入阻抗、方向图、S参数等特性参数。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 引言

1.1微带结构的分析方法

1.2矩量法研究微带结构概述

1.3本文研究的主要内容及贡献

1.4本文的章节内容安排

第二章微带结构的格林函数

2.1微带结构并矢格林函数概述

2.1.1并矢格林函数的引出

2.1.2用并矢格林函数导出源为连续分布时的远区场强

2.2谱域法推导微带结构谱域并矢格林函数

2.2.1由Ez和Hz表示Ex，Ey，Hx，Hy

2.2.2用纵向电磁场表示横向电磁场的谱域表示

2.2.3由~Ez，~Hz的波动方程以及边界条件确定电磁场

2.3空域并矢格林函数和Sommerfeld积分

2.3.1空域并矢格林函数的表示

2.3.2计算Sommerfeld积分

第三章微带结构的矩量法分析

3.1矩量法概述

3.2微带问题的矩量法分析

3.2.1微带结构的混合位积分方程

3.2.2基函数的选取

3.2.3检验函数的选取

3.2.4求解混合位积分方程

3.3微带线的特性阻抗和有效介电常数(即Z0和εre)的计算

3.3.1矩形贴片的本征值计算

3.3.2无限长微带传输线的有效介电常数和特性阻抗的计算

3.3.3微带线的特性阻抗Zc

第四章微带传输线

4.1微带线上的混合位积分方程(MPIE)

4.2矩量法求解

4.2.1基函数的选取

4.2.2选取检验函数

4.3端口边界条件

4.4矩阵方程

4.4.1矩阵方程的建立

4.4.2对阻抗元素的分类

4.5线上电压

4.6结果和讨论

第五章微带90度弯折

5.1微带90度弯的结构

5.2基函数的选取

5.3电流产生的电场

5.4检验函数

5.5构造矩阵

5.6计算ZmnA和Zmnq

5.6.1第一行的阻抗元素(m=0，n=0，1，…，N）

5.6.2当m=1，2，…，Ny时，n=0,1,2,…N

5.6.3当m=Ny+1:n=0,1,2,…,N时

5.6.4当m=Ny+2+j，(j=0，1，2，…，Nc);n=0,1,2,…,N时

5.6.5当m=Ny+Nc+3；n=0,1,2,…N时

5.6.6当m=Ny+Nc+4+j，(j=0，1，2，…,Nx);n=0,1,2,…,N时

5.7微带弯上的电流和电压分布

第六章微带天线

6.1谐振腔模型法

6.2矩量法计算微带天线面电流

6.2.1微带天线的分块

6.2.2基函数的选取

6.2.3电流产生的电场

6.2.4检验函数的选取

6.2.5填充矩阵

6.2.6计算ZmnA和Zmnq

6.3利用电流元计算辐射场

6.4输入阻抗

6.5 S参数

第七章结束语

参考文献

致谢

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