以線方法分析有線金屬厚度之平面波導的色散特性

Abstract

就現今的微波及毫米波元件的積體電路技術而言，平面式的傳輸線；如：微帶線(M－ icrostrip line) 、槽狀線(Slotline)等，占有相當主導的地位。因此平面式傳輸線 的傳輸特性的研究是非常重要地。 通常我們在分析微波的傳輸結構時，常會假設其金屬厚度為零，但是就單晶微波與毫 米波積體電路(MMIC's)而言，由于金屬厚度大小的級次(Order) 和金屬寬度或金屬之 間槽狀寬度相同，所以我們便不能忽略掉金屬厚度。 當然有許多嚴密的方法可用來分析，本論文描述一種嚴密的方法一“線方法”(Met－ hod of Lines) 用來分析有限金屬厚度之平面波導的特性，這種方法結合了數面方法 及解析方法，它是有限差分法及一個空間變數解析的組合，和有限差分法比較，本方 法的數值計算過程快速而有效率，而且結果亦十分精確可靠。這種有效率的方法在個 人電腦（例如IBM PC AT ）上即可執行運算相當複雜的電磁問題。 線方法在分析有限金屬厚度的平面波導時之所以快速有以下之原因： 1.線方法在做線切割(Line discretization) 時只有一維的過程而有限差分法則需二 維切割的過程。 2.大部份的問題都在一個轉換定義域(Transformed domain)下解決，而在此轉換定義 域下的矩陣幾乎都是對角線矩陣(Diagonal matrix) 。 3.最後的連續條件可以產生一個縮維次矩陣(Reduced matrix)。 本論文中以一個封閉微線(Enclosed Microstvip) 為例子，來說明如何應用線方法來 分析有限金屬厚度之平面波導的色散特性，所得數值結果已與其它已發表的資料驗證 ，由本論文中可以得知“線方法”是一種很好的全波分析方法用於解法導波的問題。