本文關鍵詞：微波電路的時域譜元法仿真分析

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【摘要】：本論文重點研究微波電路的時域譜元法快速仿真及其相關數值處理技術。首先,針對微波元器件各端口分布情況較為復雜的事實,研究共形PML并加ABC吸收條件作為邊界截斷,以滿足在空間任意方向分布的輸出端口處均無反射電磁波。其次,針對使用Newmark-β差分格式后的電場弱解方程,給出了一種顯式的求解方案,并研究使用該方案的時域譜元法的時間穩(wěn)定性。第三,針對有源微波電路的時域仿真,研究能夠正確反映集總元件與微波傳輸線網絡相互耦合作用的場-電路耦合算法及其在時域譜元法中的實現,同時,利用線性集總元件作為匹配負載,實現了可以取代PML作用的有效邊界截斷。在此基礎上,研究了含PIN管的有源非線性微波電路的時域譜元法仿真,其中,PIN管采用集總電荷模型。研究了使用該數值模型實現場-電路耦合算法的基本原理,并且討論了含直流偏置電流情況下時域譜元法仿真的處理方法。另外,還研究了含場效應管的有源非線性微波電路的時域譜元法仿真,其中,場效應管采用的是等效電路模型。研究了使用該模型實現場-電路耦合算法的基本原理,并且討論了含直流偏置電壓情況下時域譜元法仿真的處理方法。最后,研究了具有磁各向異性的鐵氧體元器件的時域譜元法仿真,利用卷積公式,推導出含磁偏置時鐵氧體元器件中電場的弱解形式,研究表明該弱解形式繼承了時域譜元法的顯式求解特性。
【關鍵詞】：有源微波電路 時域譜元法 PIN管 場效應管 鐵氧體元件
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN61
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 緒論7-11
• 1.1 研究背景及意義7
• 1.2 國內外研究現狀7-9
• 1.3 本文的主要工作內容9-11
• 2 微波電路的時域譜元法分析概論11-42
• 2.1 基于電場亥姆赫茲方程的時域譜元法11-25
• 2.1.1 時域譜元法的基本理論11-14
• 2.1.2 共形PML與ABC吸收邊界的設置14-18
• 2.1.3 數值算例18-25
• 2.2 時域譜元法的時間穩(wěn)定性分析25-33
• 2.2.1 基本時間穩(wěn)定性的分析25-27
• 2.2.2 使用Newmark-β差分格式后的顯式求解方案27-30
• 2.2.3 數值算例30-33
• 2.3 含集總元件的微波電路時域譜元法仿真33-40
• 2.3.1 時域譜元法中的場-電路耦合算法33-35
• 2.3.2 利用集總元件的匹配負載吸收邊界35-37
• 2.3.3 數值算例37-40
• 2.4 本章小結40-42
• 3 有源微波電路的時域譜元法仿真42-53
• 3.1 含電流偏置的PIN管微波電路42-47
• 3.1.1 含PIN管的場-電路耦合算法42-45
• 3.1.2 數值算例45-47
• 3.2 含電壓偏置的場效應管微波電路47-52
• 3.2.1 含場效應管的場-電路耦合算法47-49
• 3.2.2 數值算例49-52
• 3.3 本章小結52-53
• 4 鐵氧體微波電路的時域譜元法仿真53-61
• 4.1 磁各向異性鐵氧體材料的時域處理53-56
• 4.2 鐵氧體元件數值仿真算例56-60
• 4.3 本章小結60-61
• 5 總結與展望61-63
• 5.1 全文總結61-62
• 5.2 后續(xù)工作及展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67

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本文編號：515504