FDTD算法用于微帶電路分析與設(shè)計(jì)研究.pdf

1、本文利用FDTD算法，并配以理想匹配層(PML)吸收邊界條件對(duì)平面微帶結(jié)構(gòu)做了系統(tǒng)的研究。文中首先對(duì)微帶線、微帶低通濾波器和微帶耦合器進(jìn)行模擬分析和參數(shù)提取，得到的結(jié)果和已有文獻(xiàn)的結(jié)果在很高的精度上保持一致，從而驗(yàn)證了FDTD算法模擬和應(yīng)用的有效性；在此基礎(chǔ)上用FDTD算法對(duì)微帶拐角、微帶螺旋電感和微帶雙頻天線進(jìn)行了模擬分析，正確地提取了它們各自的主要參數(shù)，對(duì)相關(guān)微帶電路的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。這些用FDTD分析微帶結(jié)構(gòu)的方法可以推廣

2、到其它結(jié)構(gòu)的分析中。 為了滿足無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)對(duì)高性能窄帶帶通濾波器的需求，本文采用時(shí)域有限差分法(FDTD)，對(duì)微帶U形雙模濾波器和微帶彎曲環(huán)形雙模濾波器進(jìn)行了模擬分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。經(jīng)過反復(fù)模擬和優(yōu)化后得到的兩種微帶雙模濾波器的中心頻率(微帶U形雙模濾波器的中心頻率為5.25GHz；微帶彎曲環(huán)形雙模濾波器的中心頻率為2.4GHz)、插入損耗和回波損耗都很好地滿足了無線局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)的應(yīng)用要求。同時(shí)工作在2.4GHz

3、微帶彎曲環(huán)形雙模濾波器的幾何尺寸比傳統(tǒng)的由其它諧振器構(gòu)成的微帶濾波器的幾何尺寸減小了約為40％以上。并且對(duì)于工作在低頻即2.4GHz的濾波器，為了得到更陡峭的過渡衰減曲線，文章還采用了兩個(gè)微帶彎曲環(huán)形諧振器來設(shè)計(jì)濾波器，雖然得到的濾波器尺寸增大了一倍，但是濾波器由通帶向到阻帶的過渡十分陡峭，具有更加優(yōu)異的選頻特性。 另外，由于FDTD是數(shù)值方法，需要非常大的計(jì)算機(jī)資源。特別是在模擬具有諧振結(jié)構(gòu)并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模型時(shí)，需要很長(zhǎng)時(shí)間的