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随着应用频率的不断增高以及新的设计思路的出现,微波元件的尺寸日益缩小,结构日益复杂,实物制作成本高,周期长;而采用混合位积分方程(MPIE)的空域矩量法(MoM)无疑是处理此类问题强有力的工具之一。自Rao,Wilton和Glisson开始,人们采用三角形网格离散以及RWG基函数对其进行了深入的研究。然而当面对低频问题,传统的MoM求解困难;同样的,处理细小结构的电路问题也会面临波长远大于剖分网格尺寸的情况,带来类似低频崩溃的问题。针对细小复杂的电路问题,本文第一部分采用基于Loop/Tree基函数的矩量法对其进行分析,并提出新的Loop/Tree基函数的构造方法,延伸了问题的研究范围。仿真结果显示该方法较之传统的矩量法,能够显著加快迭代速度,从而提高了求解的效率,之后我们又运用了自适应积分算法(AIM),以此来节省内存需求。
本文第二部分利用有限元的方法(其中包括商用软件HFSS和等级基的有限元程序),根据腔体的匹配性原理,设计了基、谐波耿氏管毫米波振荡器和准光功率合成器,并且研究了调谐参数对性能的影响,并参照HFSS的仿真结果优化了有限元程序,该方法拓展了此类问题的设计思路,具有一定的工程参考价值。