19、有限差分频域法计算光子带与微带参数分析

有限差分频域法计算光子带与微带参数分析

在电磁学领域，对于周期性结构的分析是一个重要的研究方向，有限差分频域（FDFD）方法在计算光子带图和等频轮廓（IFCs）方面发挥着关键作用。同时，在微带传输线的分析中，FDFD 方法也能准确计算其参数。下面将详细介绍这两方面的内容。

1. 微带参数计算与 FDFD 分析

在微带传输线的分析中，FDFD 方法通过一系列步骤计算其参数。以下是具体的流程：
1. 参数计算 ：代码中会计算分布式传输线参数 R、L、G 和 C，使用特定的公式（6.84） - （6.87）进行计算。
2. 结果显示 ：
- 代码的最后一步会显示 FDFD 分析的结果。
- 在命令窗口中显示传输线参数的数值。
- 计算电场的幅度并将其归一化，使其最大值为 1。
- 使用 MATLAB 的 pcolor() 函数可视化电场幅度。

以下是微带参数的具体数值：
| 参数 | 值 |
| ---- | ---- |
| Z0 | 50.5 + j0.60 Ω |
| γ | 0.52 + j37.7 m⁻¹ |
| R | 3.75 Ω/m |
| L | 303 H/m |
| G | 19.2 n/Ω ⋅ m |
| C | 119 pF/m |
| neff | 1.80 |
| εr,eff | 3.24 |

需要注意的是，当程序编写并正确运行后，不能简单地认为模拟已经完成且结果正确。必须进行收敛性研究，并将程序与已知