使用柱周期混合势格林函数和RWG离散化方法对具有分层介质的共形超表面和阵列进行分析

《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》：Analysis of Conformal Metasurfaces and Arrays With Stratified Media Using Cylindrically Periodic Mixed Potential Green's Functions and RWG Discretization

　　

摘要：

共形超表面和阵列的分析是一个耗时的过程，因为印刷在分层介质上的许多小晶格需要极其大量的密集网格。为了实现此类结构在圆柱介质上的高效分析，本文提出了一种圆柱周期混合势格林函数（CPMPGFs），该方法可以通过一个单元来评估周期阵列的性能。采用渐近提取方法去除非物理奇异性，并结合变换后的根岑鲍尔加法定理以及一维周期边界条件下的Sommerfeld恒等式，以解决CPMPGFs的收敛性问题。对矩量法（MoM）进行了适应性改进，以将CPMPGFs应用于Rao–Wilton–Glisson（RWG）基函数，从而能够分析具有任意形状的阵列单元。与FEKO中对共形蝴蝶结天线阵列和耶路撒冷十字形超表面的仿真结果相比，验证了所提方法的准确性，并将分析效率提高了超过50×。

一、引言

与传统平面阵列相比，共形天线阵列和共形电磁超表面具有诸多优势，众多研究者对此已达成共识[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]。然而，大规模共形结构的分析计算成本高昂[9]。由于共形单元难以评估，研究人员通常先完成平面单元的设计，然后将其映射到共形平台上。但在许多情况下，这种方法并不准确，因为在共形条件下平台的影响不可忽略。因此，仿真中应考虑共形平台，这通常会导致对大型电结构（有时具有多尺度特征）的分析，从而大大降低了传统全波仿真方法的效率。