多层天线的建模仿真研究

论文摘要

课题中我们将采用矩量法（MoM Method of Moment）作为仿真的数值算法,对多层微带天线进行建模仿真,矩量法作为一种频域方法,由于其精确、稳定的优点得到广泛的应用。将矩量法应用到多层天线结构中,首要的问题就是空域多层格林函数（Spatial Green’s Function）的准确计算。关于多层格林函数的计算已有多种数值方法,包括离散复镜像法（DCIM）,GE方法,快速汉克尔变换法（FHT）,最速下降法（SDP）等。这里我们开发出多种方法用于多层格林函数的计算和相互验证,包括离散复镜像法,GE方法,快速汉克尔变换法。传统矩量法的时间和空间复杂度为O（N2）,当问题规模变大且结构变得复杂时,会令求解问题的空间和时间复杂度变得难以忍受,必须改进算法。为此我们将浙江大学电磁学院王浩刚老师开发的多层格林函数插值方法（MLGFIM）应用到多层的结构中,以提高计算效率,解决复杂天线结构的建模仿真。多层天线中,由于存在细小的馈线和通孔,这样在刨分（meshing）过程中,会使刨分后的单元大小不均匀,产生近奇异性问题,在用传统矩量法求解时,生成的阻抗元素矩阵也将出现奇异性,这时用迭代法求解矩阵方程,可能使迭代步数增多,计算效率降低,甚至导致迭代过程的发散,产生错误结果。对此,我们探索引入局部环树基（local loop-tree bases）的方法予以改善。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 本文的工作
• 2 时域多层格林函数的计算
• 2.1 问题描述
• 2.2 频域格林函数的推导
• 2.3 空域多层格林函数的计算
• 2.3.1 快速汉克尔变换方法（FHT）
• 2.3.2 离散复镜像法（DCIM）及其改进算法
• 3 多层格林函数插值方法（MLGFIM）在多层天线中的应用
• 3.1 多层格林函数插值简介
• 3.2 多层格林函数插值在多层结构问题中的应用
• 4 局部环树基函数的探索
• 4.1 矩量法中的近奇异问题
• 4.2 矩量法的低频崩溃
• 4.3 局部环树基
• 5 总结
• 参考文献
• 作者简历