一種亞毫米波準光掃描天線(xiàn)結構的FDTD分析

2.2 吸收邊界處理

FDTD計算只能在有限區域進(jìn)行，因此必須在計算區域的截斷邊界處給出吸收邊界條件。本文使用各向異性介質(zhì)完全匹配層(UPML)。二維TM波的UPML時(shí)域微分方程如式（4）。通過(guò)驗證點(diǎn)源與高斯束傳播情形（如圖3，圖4）可以發(fā)現吸收效果良好。

(4)

圖3 點(diǎn)源傳播情形

圖4 高斯束傳播情形

3 計算結果分析

凸透鏡口徑30mm，外圓半徑54mm，擴展半球口徑6mm，擴展長(cháng)度1.5mm，延伸部分外圓弧半徑3.6mm，延伸結構右端口徑0.3mm。波源設置為高斯束，并截斷800個(gè)時(shí)間步。計算得到各時(shí)間步的電磁波傳播狀態(tài)如圖5?？趶綀?chǎng)分布如圖6，遠區場(chǎng)方向圖如圖7?？梢钥闯?，電磁波經(jīng)過(guò)擴展半球沿著(zhù)延伸結構逐漸引導會(huì )聚形成聚束電磁波，經(jīng)過(guò)拋物面和極化扭轉板產(chǎn)生一個(gè)銳波束。副瓣電平小于-30dB，半功率波瓣寬度約為1.4º。

圖5 各時(shí)間步電磁波傳播情形

圖6 口徑場(chǎng)分布

圖7 遠區方向圖

4 結論

本次設計優(yōu)化了透鏡參數，使得電磁波能夠很好的會(huì )聚形成聚束電磁波，并結合極化扭轉天線(xiàn)進(jìn)行了整體分析計算，總體性能良好。極化扭轉板的掃描結果仍在繼續計算中。下一步也將對天線(xiàn)的帶寬性能進(jìn)行分析計算。