多层结构电磁计算的高效算法研究.pdf

本文主要研究了在多平面分层情况下任意形状物体的电磁辐射问题。要解决该问题需要通过两个步骤，首先需要得到准确的空域格林函数值，其次需要应用矩量法(MoM)或其他加速方法来计算其辐射场。
　　 针对第一个步骤，本文首先分析了混合位电场积分方程(MPIE)的三种形式，分别是Formulation A，B，C，并阐述了选择Formulation C的原因。根据该方程得到谱域格林函数之后，分别使用索末菲尔德积分、离散复镜像法(DCIM)和改进型GE法这三种方法来得到空域格林函数，其中特别考虑了屏蔽结构的情况。在该结构中，DCIM由于为了方便的使用索末菲尔德恒等式而引入了人工支点(在屏蔽结构中不存在支点)，使得GPOF的指数模拟产生误差从而导致了空域格林函数的震荡，而在改进型GE法中，GPOF对谱域格林函数直接进行模拟，并使用解析恒等式，因此可以在根本上避免人工支点，从而得到准确的空域格林函数。
　　 针对第二个步骤，本文分析了一种矩量法的加速算法多级别格林函数插值(MLGFIM)，验证了该方法较之矩量法所显示的加速效果。本文讨论了计算远场辐射场的方法。这个问题不能简单的通过MPIE得到，而应该通过互易定理(reciprocity theorem)的方法。
　　 最后本文分析了计算波导格林函数的问题。由于集成电路的高速发展，这一问题日益得到研究人员的关注。之前主要采用的方法包括镜像法和DCIM，但是在镜像法中，若采样点较多，其计算虽然准确但是比较缓慢，而在DCIM中，由于波导结构可以看成是一个屏蔽结构具有多个源点的问题，因此由于前述的人工支点问题而导致结果的不正确。改进型GE法可以应用于这类结构中，并成为一个理想的候选者。