有源集成天线的场路联合仿真方法研究

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有源集成天线是有源器件和无源天线的结合体,具有结构紧凑、功耗小、重量轻、成本低、设计自由度大等特点,在无线通信、射电天文、生物医学等领域有广泛的应用前景。然而,由于有源集成天线技术将天线设计与电路设计融为一体,使得单独的电磁分析算法或电路分析方法很难对其进行有效、准确的计算和仿真。针对这一问题,本文主要研究了有源集成天线的场路联合仿真分析方法。本文从时域有限差分法入手,重点讨论了基于器件等效电路模型和基于器件散射参数模型的两种场路联合仿真方法。主要工作如下:1.将现有的一维多网格分布场路接口模型改进为二维多网格分布模型。2.针对器件的等效电路模型,结合二维多网格分布模型,利用拓展的改进节点法,获得一种针对任意多端口器件的求解方法,并给出线性与非线性电路的求解流程。3.综合分析基于器件散射参数模型的场路联合仿真分析方法,包括利用离散傅里叶反变换和数值拟合的两种处理方法,结合二维多网格分布模型,推导出任意多端口网络所在网格的电场更新格式。并针对数值拟合得到的参数化模型,得到一种基于z域并联型结构的FDTD建模方法。4.建模分析二单元振荡型有源集成天线,验证本论文改进的二维多网格分布模型,和传统接口模型相比,计算结果具有更高的精度。
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