22、微波电路建模中的电磁仿真技术应用

微波电路建模中的电磁仿真技术应用

1. 利用对称性计算单条阻抗

在微波电路建模中，如果几何结构存在一个或多个对称平面，我们可以利用这种对称性来加速计算。对于二维横截面求解器而言，计算时间通常不是问题，但建模时间可能会成为一个影响因素。当几何结构复杂时，定义一半的问题可能会更加高效。此外，一些共享软件或学生版求解器对可用节点的最大数量有限制，通过应用对称性，我们可以充分发挥这些程序的作用。不过，在应用对称性时，我们还需要在阻抗计算中应用一个修正因子，有些供应商将其称为“阻抗乘数”。

1.1 单条问题的描述

以图 11.6（a）为例，我们使用垂直磁壁将图 11.4 的几何结构一分为二。在这种情况下，用于设置线积分路径的“特征”仅包含三个线段。在向 FlexPDE 描述该几何结构时，有多种方式。但如果修改原始文件，使用盒子来表示外部导体和中心导体，软件在处理垂直对称平面时可能会产生混淆。最明确的描述方式如图 11.6（b）所示，整个几何结构是一个封闭多边形，每个线段都有相应的边界条件，磁壁被指定为“自然”边界（图 11.7）。

1.2 阻抗计算

由于我们将几何结构切成了一半，所以单位长度的电容变为完整结构的一半。为了修正这一点，在阻抗方程的分子中会出现一个 0.5 的“阻抗乘数”。以下是图 11.7 中几何结构的输入文件（FlexPDE Ver. 3.01）：

TITLE   ‘Stripline - using vertical magnetic wall symmetry‘
VARIABLES
    V
{solve for potential}