Tischler, T: Perfectly-Matched-Layer-Randbedingung in der Fi
Die vorliegende Arbeit behandelt den Einsatz der Perfectly-Matched-Layer (PML) absorbierenden Randbedingung im Rahmen der Frequenzbereichs-Formulierung der Finiten-Differenzen (FDFD). Mit Hilfe von analytischen Herleitungen werden charakteristische...
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Die vorliegende Arbeit behandelt den Einsatz der Perfectly-Matched-Layer (PML) absorbierenden Randbedingung im Rahmen der Frequenzbereichs-Formulierung der Finiten-Differenzen (FDFD). Mit Hilfe von analytischen Herleitungen werden charakteristische Effekte untersucht und erklärt, insbesondere der Einfluss von PML-Randgebieten auf das Modenspektrum von Wellenleitern. Es zeigt sich, dass durch die Randbedingung künstliche PML-Moden im interessierenden Spektrum auftreten können. Dazu wird ein effektives Kriterium zur Separation der PML- von den physikalischen Moden eingeführt und verifiziert. Diese Ergebnisse sind auch für die Zeitbereichsmethode der Finiten-Differenzen (FDTD) relevant. Mit der implementierten PML-Randbedingung gelingt eine umfassende Charakterisierung rückseitenmetallisierter Koplanarleitungen (CB-CPW) bis in den Terahertzbereich (1000 GHz). Neben einer genauen Berechnung der geometrischen Dispersion und der Abstrahlungs-Dämpfung erlaubt das vorgestellte Verfahren erstmals eine Analyse der diversen Kopplungseffekte zwischen Grundmoden und höheren Moden. Bei der Implementation der PML im 3D-Fall wird eine speziell an die integrale FD-Formulierung angepasste Wahl der Leitfähigkeiten für gradierte PML-Ränder verwendet. Dies ermöglicht hervorragende Absorptionsniveaus im Bereich von -60 dB für 5-lagige PML. Neben Strukturen mit Abstrahlung können damit auch dreidimensionale Geometrien großen Querschnitts simuliert werden, ohne dass künstliche Hohlraumresonanzen des finiten Rechengebietes die Resultate verfälschen.
Bibliographische Angaben
- Autor: Thorsten Tischler
- 129 Seiten, Maße: 14,6 x 21 cm, Kartoniert (TB), Deutsch
- Verlag: Cuvillier Verlag
- ISBN-10: 3865371132
- ISBN-13: 9783865371133
- Erscheinungsdatum: 20.09.2004
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