采用CN-FDTD研究不同介电常数对PRDGS传输特性的影响

周期性矩形缺陷接地结构(PRDGS)广泛应用于微波电路中以改善电路性能。采用无条件稳定的CrankNicolson格式FDTD(CN-FDTD)计算了介电常数和矩形单元尺寸对PRDGS传输特性的影响,在矩形单元尺寸一定时,随介电常数增大,PRDGS的阻带中心频率发生左移,而其宽度和深度保持不变;在介电常数一定时,随矩形尺寸增大,PRDGS的阻带宽度和深度会增大,其中心频率基本不变。比较两种方式计算的阻带中心频率,平均相对误差不超过1.72%,当CN-FDTD时间步长远大于CFL时,计算效率可提高77.2%,对PRDGS的分析设计有一定指导。

快速时域有限差分方法计算矩形缺陷接地结构

Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定性条件会限制传统时域有限差分(FDTD)时间步长的选择,因此,采用传统FDTD对矩形缺陷接地结构(RDGS)传输系数(S21)进行计算,需要耗费大量的计算时间。为了节省计算时间,提高计算效率,采用无条件稳定的Crank-Nicolson格式FDTD(CN-FDTD)对RDGS传输系数进行计算,详细讨论了CN-FDTD时间步长与计算效率和计算精度的关系。数值结果表明:当CN-FDTD时间步长取值远大于CFL时间步长时,其计算结果与传统FDTD计算结果仍然吻合,同时计算效率能提高77.2%。比较了CN-FDTD和ADI-FDTD的计算误差,在时间步长取值相同的情况下,CN-FDTD的计算误差要远小于ADI-FDTD。

采用ADI-FDTD计算矩形缺陷接地结构传输系数

由于传统时域有限差分(FDTD)时间步长的选择受限于Courant-Friedrich-Levy(CFL)稳定条件,采用传统FDTD去计算矩形缺陷接地结构(RDGS)的传输系数耗时很长。为了提高FDTD计算效率,该文将无条件稳定的交替方向隐格式FDTD(ADI-FDTD)应用于RDGS传输系数的计算,并讨论了时间步长对计算效率和计算精度的影响。计算结果表明:ADI-FDTD的时间步长为CFL步长6倍时,其计算结果仍与传统FDTD计算结果吻合,计算效率可提高76.7%。针对ADI-FDTD方法,给出了时间步长和计算误差之间的关系,以便在工程中使用。