复杂电磁边界下基于曲线坐标的保角变换法

张婧思,苗英恺,刘晓波,张安学

(1.西安交通大学电子与信息工程学院, 710049, 西安;2.濮阳职业技术学院, 457000, 河南濮阳)



复杂电磁边界下基于曲线坐标的保角变换法

张婧思1,苗英恺2,刘晓波1,张安学1

(1.西安交通大学电子与信息工程学院, 710049, 西安;2.濮阳职业技术学院, 457000, 河南濮阳)

针对具有复杂几何边界条件的二维均匀微波传输线中电磁场难以解析求解从而造成其设计困难的问题,提出了一种基于曲线坐标的保角变换法(CMM)。该方法基于二维传输线的横电磁场(TEM)模型。首先利用保角变换将复杂传输线的边界曲线映射为简单传输线的边界曲线,建立复杂边界传输线的曲线坐标;然后利用曲线坐标把复杂边界传输线所满足的麦克斯韦方程转换到简单边界传输线中,形成两种传输线间的电磁映射;最后论证了两种传输线间电荷、电位分别对应相等,由此得到了与传输特性紧密相关的复杂传输线的电容,进而用以指导传输线的设计。由于以电位为中间量的传统保角变换计算较为复杂,采用CMM方法直接从场出发,省去了关于电位的中间计算过程,简化了计算过程。仿真结果表明,不同尺寸下同轴线特征阻抗仿真值与理论值吻合得很好,验证了CMM方法的正确性。

微波传输线;曲线坐标;保角变换;麦克斯韦方程

在微波工程中,二维均匀微波传输线是许多微波电路实现的基础。然而,对于各种边界复杂、性能迥异的非常规传输线,直接求解其电磁场的麦克斯韦方程却几乎难以实现。……