29、三维各向异性器件的FDFD分析与参数提取

三维各向异性器件的FDFD分析与参数提取

1. 可视化与参数扫描

在进行参数扫描计算时，可视化场和光谱响应是一种很好的做法。很多时候，当扫描过程中代码出现问题时，可以在早期发现，而不必等到整个扫描完成。例如，对于GMRF（广义磁共振滤波器），其反射率、透射率和功率守恒情况绘制在图中。该器件在NRES约为20时开始收敛，呈现出相对较低的背景反射，并有两个非常高反射的狭窄区域，这些区域出现在光栅将施加的波耦合到导模的频率处，从光谱中可以观察到这些共振大约在4.9 GHz和5.2 GHz。在4.9 GHz时，使用MATLAB的 slice() 函数结合交叉光栅的线框图像可以清晰地观察到导模。

2. 频率选择表面（FSS）的模拟

• FSS简介 ：平面周期性结构在电磁学中非常常见，包括频率选择表面（FSS）、超表面、阵列天线、人工接地平面等。FSS是一种平面结构，旨在反射、透射或吸收不同频率的电磁波。
• 选择Jerusalem十字作为FSS单元 ：选择Jerusalem十字作为FSS的单元，因为它是一个非常著名的单元，并且适合构建在Yee网格上。该FSS使用丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）塑料作为衬底材料，金属元素使用理想电导体（PEC）。为了实现PEC导体，可以修改矩阵方程 Af = b ，使金属中的电场精确为零，但更简单的方法是在网格上金属所在位置将相对介电常数设置为非常大的值，如$\varepsilon_{r,PEC} \approx 10^6$。
• MATLAB代