基于FDTD方法的频率选择表面特性分析-电磁场与微波技术专业论文.docx

两北T业大学硕士论文摘要摘要频率选择表面(FSS)是具有选择频率功能的一块金属周期结构,它可以被设计成低通、高通、带通、带阻滤波器。其最主要的两个应用是作为带通滤波器的天线罩和用作双频率反射天线系统的副反射器。近年来,频率选择表面已经广泛应用在微波波段到光波,并在国防建设中开始显始其作用。FSS的频率特性是其单元形状、尺寸及阵列参数等的函数。同时,介质结构对FSS的频率特性也有很大的影响,因此FSS的设计具有很大的难度,分析计算具有重要的意义。分析平面周期结构的传统方法是用积分方程法、场分量匹配法,但这些方法过程复杂。因此,近年来发展了很多算法,如有限元(FEM)和时域有限差分方法(FDTD)。其中时域有限差分法(FDTD)是求解麦克斯韦微分方程的直接时域方法。本文从FDTD的基本算法原理出发,研究了频率选择表面的特性分析。其中包括了FDTD方法与周期性边界条件、吸收边界条件相结合,形成分析各种周期性结构准确、有效的通用工具。采用场变换思想和场分裂方法,建立相应的时域迭代公式,解决了平面波斜入射情况下周期边界条件设置中的困难。应用本文算法,完成了同心双方形环,内部褶皱方环形等单元FSS的理论建模和数值分析,分析结果与相关文献的结果吻合很好。关键词:频率选择表面时域有限差分法周期边界条件场变换法场分裂法西北r业人学硕士论文 摘要AbstraetAfrequencyselectivesurface(FSS),itmaybelow-pass,high—pass,band-pass,band—-,FSShavebeenusedover a widerangeoffrequencies,frommicrowaveto lightwave,and have proved useful in nation defence ’S frequencycharacteristicisafunctionofitscellsform,measure,andarrayparameteretc。At the same substrate , is plex and order to reduce plex, Element Method(FEM)andFinite Difference Time Domain(FDTD).FDTDis directtime domainmethod forsolvingMaxwell’,authorbrieflyintroducesbasictheoryofFDTDmethodatfirst,andresearchthemethodforanalysingFSS:binedwithperiodicboundarycondition(PBC)andabsorberboundarycondition(ABC)—Fieldmethodtosolvethedifficultyofsewingperiodicboundaryconditionwhenexcitationisabnormallyincident,,authorhavefinisheddoubleconcentri