【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波无源器件的电磁热一体化分析,特别是针对SIW滤波器设计的数 值分析方法。
技术介绍
上世纪70年代以来,由于计算机技术的飞速发展,计算电磁学获得了迅猛发展。 相对于解析方法,数值方法能够解决很大一类计算巨大,结构复杂而解析方法难以或无法 得到精确结果的问题。针对于微波无源电路,如滤波器、微带线的热效应作用过程,可以单 独考虑为电磁求解过程和热模型求解过程。即分别对应于麦克斯韦电场波动方程和热传导 方程的求解。研究微波热模型就是选择合适的数值分析方法求解分析这两大过程。对于电 磁模型数值求解,目前主流方法按时频域分为时域方法(如时域有限差分法)和频域方法 (如有限元,矩量法等)等。在应用上述方法分析微波热模型中的电磁问题时,有限元,矩量 法,时域有限差分法(FDTD)等当前热门数值算法都可以使用,但考虑到微波热模型中电参 数为时变函数和热模型时间延续性的特点,采用时域方法更为合适。一般FDTD,FEM等方法 更为普遍。然而由于FDTD的Yee网格特性决定了其无法模拟结构复杂的模型。FEM应用到 时域时每个时间步都涉及到对线性方程组的求解,计算量非常庞大,很浪费时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微波无源电路的电磁热一体化分析,同时考虑介质损 耗和导体损耗(忽略辐射损耗)从而实现快速得到器件内部温度分布的方法。 实现本专利技术目的的技术解决方案为:一种微波无源器件电热一体化分析方法,步 骤表述如下: 第一步,建立求解模型及网格剖分。并采用曲六面体对模型进行整体剖分,得到模 型的结构 ...
【技术保护点】
一种基于时域谱元法的微波无源电路电磁热一体化分析方法,其特征在于步骤如下:第一步,建立微波无源电路的求解模型,并采用曲六面体对模型进行剖分,得到模型的结构信息,包括六面体的单元信息及节点信息;第二步,从麦克斯韦方程方程组出发,对等式采用伽辽金法测试,强加电场边界条件,得到电场波动方程,进而求解得到各节点tn时刻的电场及电流分布;第三步,由电场及电流分布得出各节点电磁损耗,包括介质损耗及导体损耗;第四步,建立微波无源电路的热传导方程,将电磁损耗作为热源项代入该方程中,求解得到各节点温度分布;第五步,判断tn时刻是否为预定加热时刻,若是预定加热时间则停止计算,若不是预定加热时间,则更新电场波动方程中的介电常数和电导率,计算tn+1的电场分布及电流分布。
【技术特征摘要】
1. 一种基于时域谱元法的微波无源电路电磁热一体化分析方法,其特征在于步骤如 下: 第一步,建立微波无源电路的求解模型,并采用曲六面体对模型进行剖分,得到模型的 结构信息,包括六面体的单元信息及节点信息; 第二步,从麦克斯韦方程方程组出发,对等式采用伽辽金法测试,强加电场边界条件, 得到电场波动方程,进而求解得到各节点tn时刻的电场及电流分布; 第三步,由电场及电流分布得出各节点电磁损耗,包括介质损耗及导体损耗; 第四步,建立微波无源电路的热传导方程,将电磁损耗作为热源项代入该方程中,求解 得到各节点温度分布; 第五步,判断tn时刻是否为预定加热时刻,若是预定加热时间则停止计算,若不是预定 加热时间,则更新电场波动方程中的介电常数和电...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈如山,丁大志,樊振宏,盛亦军,陈桂莲,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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