【摘要】：為了研究電磁脈沖對(duì)微帶天線(xiàn)的影響,在時(shí)域有限差分法基礎(chǔ)上,引入導(dǎo)體邊緣場(chǎng)分布函數(shù),提出了一種導(dǎo)體邊緣奇異性處理技術(shù)。該技術(shù)在不降低計(jì)算效率的情況下,保證了計(jì)算精度,得到了高功率電磁脈沖輻照下微帶天線(xiàn)的響應(yīng)。計(jì)算結(jié)果表明:入射高功率脈沖在微帶天線(xiàn)內(nèi)不但激勵(lì)起天線(xiàn)的主模,還激勵(lì)起一些高次模;隨著入射脈沖在xoy面的投影與正x軸夾角的增大,時(shí)域上,響應(yīng)電壓均小于10 V,頻域上,高次模逐漸減小,其頻譜分布更集中于天線(xiàn)主模的諧振頻率;隨著入射脈沖與正z軸夾角的增大,時(shí)域上,響應(yīng)電壓逐漸減小,頻域上,高次模逐漸增大,其頻譜分布逐漸分散于高次模對(duì)應(yīng)的諧振頻率頻段。
【圖文】：

度通常至少需要3個(gè)空間網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸一般小于1mm，如果采用均勻網(wǎng)格建模微帶天線(xiàn)，就需要很大的計(jì)算空間，進(jìn)而導(dǎo)致較大的內(nèi)存消耗和較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，計(jì)算效率極低。漸變非均勻網(wǎng)格(variablemeshscheme，VMS)FDTD由choi等［14］提出，其在電磁場(chǎng)變化劇烈處采用小尺寸網(wǎng)格，在電磁場(chǎng)變化平緩處采用大尺寸網(wǎng)格，這種靈活的網(wǎng)格劃分方法較好地解決了計(jì)算效率與計(jì)算精度的矛盾。此外，除空間離散間隔Δx、Δy和Δz的大小在計(jì)算空間是變化的之外，VMS-FDTD的電磁場(chǎng)更新方程與常規(guī)的均勻網(wǎng)格FDTD的相同。例如，圖1所示的Ex和Hx在自由空間的更新方程為:Enz(i，j，k)=En－1z(i，j，，k)+Δtε(i，j，k)×Hn－12y(i，j，k)－Hn－12y(i－1，j，k)12×Δx(i)+Δx(i－1()[)－Hn－12x(i，j，k)－Hn－12x(i，j－1，k)12×Δy(j)+Δy(j－1()])(1)Hn+12z(i，j，k)=Hn－12z(i，j，k)－Δtε(i，j，k)×Eny(i+1，j，k)－Eny(i，j，k)Δx(i[)－Enx(i，j+1，k)－Enx(i，j，k)Δy(j])(2)式中:Δx(i)、Δy(j)和Δz(k)為電場(chǎng)或磁場(chǎng)所處元胞的空間離散間隔。其他方向的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的更新方程與式(1)、(2)類(lèi)似。由圖1可見(jiàn)，電場(chǎng)Ez不處于磁場(chǎng)網(wǎng)格的中心，且2個(gè)相鄰的電場(chǎng)網(wǎng)格大小也不相等，因而在計(jì)算Ez時(shí)，磁場(chǎng)網(wǎng)格的大小被視為兩個(gè)相鄰元胞尺寸和的一半。為保證算法的穩(wěn)定性，Δt需要滿(mǎn)足:Δt·vmax≤1Δx(i)[]min－2+Δy(j[)]min－2+Δz(k[)]min－i

本文編號(hào)：2559946