基于结点基函数的时域有限元方法仿真微波无源器件
详细信息 查看官网全文
- 英文论文题名：Simulate the Microwave Passive Device Via Time Domain Finite Element Method Using Linear Interpolation Functions
- 论文作者：彭聪 ; 徐立 ; 李斌
- 英文论文作者：PENG Cong ; XU Li ; LI Bin ; National Key Laboratory of Science and Technology on Vacuum Electronics ; University of Electronic Science and Technology of China
- 年：2014
- 作者机构：电子科技大学电真空器件国家重点实验室;
- 论文关键词：时域有限差分法 ; 时域有限元法 ; 微波无源器件 ; 结点基函数
- 英文论文关键词：finite element method ; time domain finite element method ; microwave passive device ; linear interpolation functions
- 会议召开时间：2014-07-21
- 会议录名称：2014年全国电磁兼容与防护技术学术会议论文集（上）
- 语种：中文
- 分类号：TN12
- 学会代码：WBXB
- 会议名称：2014年全国电磁兼容与防护技术学术会议
- 会议地点：中国湖南常德
- 主办单位：中国电子学会微波分会、中国工程物理研究院复杂电磁环境科学与技术重点实验室、总装备部电磁兼容及防护技术专业组、天线与微波技术重点实验室
- 学会名称：《微波学报》编辑部
- 页数：4
- 文件大小：554k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
在仿真微波无源器件时,有限元法(FEM)对多个频率点需重复计算,且很难精确模拟非线性器件及非线性介质,时域有限差分法(FDTD)需采用规则的网格剖分,不能很好地模拟具有弯曲表面的模型,而时域有限元法则可以解决这些难题,因此TDFEM在微波无源器件仿真中的应用具有重要的研究意义。采用结点基函数可以简化TDFEM的复杂度,并大幅度缩小系数矩阵维数,从而缩短计算所需时间和内存,因此,本文研究了基于结点基函数的TDFEM仿真微波无源器件。数值算例显示了基于结点基函数的TDFEM能够简单、正确、有效地仿真微波无源器件。
When simulate the microwave passive device, finite element method(FEM) need double counting for different frequencies, and it is difficult to simulate nonlinear device and medium, finite difference time domain(FDTD) use regular mesh to divide region and it can not imitate curvature surface perfectly, but time domain finite element method can be able to solve these problems, therefore, the application of TDFEM in simulating the microwave passive device has important significance. This thesis research TDFEM using linear interpolation functions because using linear interpolation functions can simplify the complexity of TDFEM and by decreasing the dimension of coefficient matrix substantially to cut down time and memory that required. The result of numerical example show that TDFEM using linear interpolation functions can simulate the microwave passive device simply, correctly and effectively.
When simulate the microwave passive device, finite element method(FEM) need double counting for different frequencies, and it is difficult to simulate nonlinear device and medium, finite difference time domain(FDTD) use regular mesh to divide region and it can not imitate curvature surface perfectly, but time domain finite element method can be able to solve these problems, therefore, the application of TDFEM in simulating the microwave passive device has important significance. This thesis research TDFEM using linear interpolation functions because using linear interpolation functions can simplify the complexity of TDFEM and by decreasing the dimension of coefficient matrix substantially to cut down time and memory that required. The result of numerical example show that TDFEM using linear interpolation functions can simulate the microwave passive device simply, correctly and effectively.
引文
[1]冯晨峰.基于高阶矢量叠层基函数的任意谐振腔曲面有限元分析[D].电子科技大学,2013
[2]郭飞,马西奎.电磁场计算中一般的逐层递推求解有限元法[J].微波学报,1998,14(1):55-60
[3]叶珍宝.时域有限差分和时域有限元电磁数值计算的研究[D].南京理工大学,2008
[4]宋刘虎.时域有限元中几个关键问题研究[D].西安电子科技大学,2012
[5]张双文.时域有限元法及其截断边界条件的研究[D].西南交通大学,2008
[6]丁跃华.有限元方法在电磁学中的应用研究[D].南京理工大学,2004
[7]Jian-Ming Jin.The Finite Element Method in Electromagnetics[M].Wiley-IEEE Press,2002.529-584
[8]徐立.微波管高频电路快速有限元理论与CAD技术研究[D].电子科技大学,2012
[9]杨虎,伊文禄,赵菲,柴瞬连,毛钧杰.高阶矢量有限元方法中的稀疏矩阵技术[J].微波学报,2011,27(2):13-18
[10]邵毅全,黎昌金,张运波.矩形波导主模传输特性及截面尺寸设计研究[J].激光杂志,2013,34(2):8-9
[11]谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,2006.264-278
[12]王文祥.微波工程技术[M].北京:国防工业出版社,2009.25-35
[2]郭飞,马西奎.电磁场计算中一般的逐层递推求解有限元法[J].微波学报,1998,14(1):55-60
[3]叶珍宝.时域有限差分和时域有限元电磁数值计算的研究[D].南京理工大学,2008
[4]宋刘虎.时域有限元中几个关键问题研究[D].西安电子科技大学,2012
[5]张双文.时域有限元法及其截断边界条件的研究[D].西南交通大学,2008
[6]丁跃华.有限元方法在电磁学中的应用研究[D].南京理工大学,2004
[7]Jian-Ming Jin.The Finite Element Method in Electromagnetics[M].Wiley-IEEE Press,2002.529-584
[8]徐立.微波管高频电路快速有限元理论与CAD技术研究[D].电子科技大学,2012
[9]杨虎,伊文禄,赵菲,柴瞬连,毛钧杰.高阶矢量有限元方法中的稀疏矩阵技术[J].微波学报,2011,27(2):13-18
[10]邵毅全,黎昌金,张运波.矩形波导主模传输特性及截面尺寸设计研究[J].激光杂志,2013,34(2):8-9
[11]谢处方,饶克谨.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,2006.264-278
[12]王文祥.微波工程技术[M].北京:国防工业出版社,2009.25-35