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1、第17卷第2期微波学报Vol.17No.22001年6月JOURNALOFMICROWAVESJun.2001X求解局部不规则微带贴片的快速有效的方法ARapidandAccurateApproachfortheSolutionofPartialIrregularMicrostripPatch1、212孙煜炫周雍方大纲(1.香港城市大学;2.南京理工大学,南京210094)1,212SUNYuxuan,Y.L.Chow,FANGDagang(1.CityUniversityofHongkong;2.NanjingUniversityofS
2、cienceandTechnology,Nanjing210094)【摘要】本文提出了一种快速分析局部不规则微带贴片的方法。局部不规则贴片可看成是在规则贴片上进行一些修正而得到,规则贴片可以用快速而准确的空腔模型法分析,修正部分中的切角可以利用电路的概念得到,而边缘场可利用精确的全波离散复镜象得到。该方法简单,物理概念清楚,数值结果表明该方法准确而高效。关键词:不规则贴片,修正,切角,边缘场Abstract:Thispaperisbasedonanobservationthatthepartialirregularpatchcanusua
3、llybetakenasperturbationsofaregularonewithcutsandadditions.Theregularpatchhasafastconvergentmodelsolution.Theperturbationofthecutscanbeobtainedfromcircuitanalysisandfringefieldisconsideredthroughthefullwavediscreteimages.Thismethodissimpleandhasclearphysicalinsightintothe
4、structure.Thenumericalresultsshowthatitisanaccurateandefficientmethod.Keyterms:Irregularshapedpatch,Perturbation,Cornercut,Fringingfield一、引言对微带贴片结构的分析有多种方法,主要分为两大类:1)通过对实际电路模型的近似处理〔1〕而得到的一些简化的分析方法。最常用的是平面电路法(二维分析),该方法的优点是简单、快速。其中的空腔模型法具有收敛快、准确的优点,但只适用于规则微带结构。Okoshi提出的〔2〕边
5、缘积分法可以对任意形状的贴片进行分析,但往往要在贴片边缘划分足够细的网格,才能达到一定的精度。由于二维分析方法进行了磁壁假设,因此忽略了边缘场的影响。2)严格的全波分析方法。主要有积分方程法(空域和谱域)、有限元法和时域有限差分法等,它们可以对任意形状的微带结构进行分析,但往往所需时间较长,不能满足实际的需要。因此我们提出了X收稿日期:2000-12-15;定稿日期:2001-04-23。©1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.ht
6、tp://www.cnki.net第17卷第2期孙煜炫等:求解局部不规则微带贴片的快速有效的方法73这种在规则贴片上作修正来得到不规则贴片的方法。在实际应用中,由于设计、加工的原因,不规则贴片通常是规则贴片上的一些小的改动,如切角,在贴片的边缘上切V形槽或在贴片上开槽等。这说明不规则贴片可以看成是规则贴片的微扰。本文提出的方法正是基于这样一个事实。该方法通过以下三步对不规则贴片进行分析:1)用空腔模型分析规则贴片。将待分析的贴片添加或去掉一个小的部分后,可得到规则的〔3〕贴片,假设贴片的四周为理想磁壁,我们用准确而快速的空腔模型方法分析该
7、贴片。2)将规则贴片修正为不规则贴片。在第一步被添加或去掉的那一小部分可看成是电感或电容的作用,并在新的边界上匹配边界条件。应当注意的是,由于假设贴片四周存在理想磁壁,这一步仍然是二维(2D)方法。3)利用贴片周围内场和外场的边界条件,去掉磁壁的作用,将边缘场效应和辐射效应考虑进去。通过以上三步,我们逐步对边缘有磁壁的规则贴片进行修正,从而得到不规则贴片的较为精确的解。该方法不需象常规全波分析方法那样在贴片表面上做三维积分,因而速度较快。同时,利用精确的离散复镜象将边缘场和辐射效应考虑进去,因而又较为准确。二、理论分析下面以一个有切角的双
8、模(TM10和TM01)滤波器贴片为例来说明我们的方法。双模滤〔6〕波器贴片的结构如图1所示。图1带有切角的矩形贴片(a)顶视图(b)三维图我们的方法分为三步:1)没有切角的正方形贴片的二维分
