有损辐射电磁结构本征模计算与等效网络建模的统一方法

《IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility》：Broadband Eigenmode Computation and Network Representation for Lossy Structures Based on a Single Eigenvalue Problem

　　

摘要：

本文提出了一种计算有损和辐射电磁结构的本征模并推导其等效网络表示的统一方法。通过对矩量法（MoM）阻抗矩阵及其对偶的差分方法（有限元法和有限积分技术（FIT））进行分解，将其分为频率无关部分和残差部分，从而能够构建仅需少量共振模态的简化阶模态全波系统。通过建立相关状态矩阵的频率无关特征值问题，可在单次特征值计算中获得全波系统的复数极点，包括共振频率和品质因数。所获得的模态网络模型由互不耦合的共振电路组成，直接对应物理本征模，而非共振贡献则由有效端口元件加以考虑。由此得到的紧凑、基于物理的网络表示能够在电路仿真器中进行任意端接条件下的系统级分析，但与向量拟合方法不同，该方法允许在电路仿真后直接获取内部电流或场分布。该方法通过基于MoM和FIT的示例进行了验证，显示其在频域和时域中与全波仿真具有极佳的一致性。