Mixed-potential integral equation technique for hybrid microstrip-slotline mutli-layered circuits with horizontal and vertical shielding walls
Date
2003-12
Authors
Schoeman, Marlize
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : University of Stellenbosch
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: A complete mixed-potential integral equation formulation for the analysis of arbitrarily
shaped scatterers in a planarly layered medium is presented. The integral equation is
able to solve for simultaneous electric and magnetic surface currents using a Method of
Moments (MoM) procedure.
The MoM formulation which was developed uses vector-valued basis functions defined over
a triangular mesh and are used to model electric currents on conducting scatterers and
magnetic currents on slotline structures. The Green’s functions employed in the analysis
were developed for a stratified medium using a Sommerfeld plane wave formulation.
The scheme used for filling the method of moments matrix was designed to simultaneously
solve multiple problems that are stacked and separated by an infinite conducting ground
plane. The filling algorithm also efficiently packs partially symmetric matrices, which
are present when solving problems that support a combination of electric and magnetic
currents.
Several examples are presented to illustrate and validate the analysis method. Numerical
predictions of the scattering parameters (both magnitude and phase) show good correspondence
with results from literature and measured data.
AFRIKAANSE OPSOMMING: ’n Volledige gemengde potensiaal integraalvergelyking formulering vir die analise van stralers van arbitrˆere vorm binne gelaagde strukture word aangebied. Die integraalvergelyking kan gelyktydige elektriese en magnetiese oppervlakstrome oplos deur die Metode van Momente (MoM) te gebruik. Die MoM formulering gebruik vektor basis funksies wat oor ’n driehoekige diskretisering gedefinieer word om elektriese strome op geleidende stralers en magnetiese strome op gleuflyn strukture te modelleer. Die Green’s funksies wat in die analise gebruik word, is ontwikkel vir gelaagde media deur gebruik te maak van Sommerfeld se platvlakgolf formulering. Die metode wat gebruik word om the moment matriks te vul, is ontwerp om meervoudige gestapelde probleme wat deur oneindig geleidende grondvlakke geskei word, gelyktydig op te los. Gedeeltelik simmetriese matrikse word ook effektief gevul. Hierdie matrikse kom voor wanneer probleme ’n kombinasie van elektriese en magnetiese strome ondersteun. Verskeie voorbeelde word gebruik om die analise metode te verifieer. Numeriese voorspellings van strooiparameters (beide grootte en hoek) vergelyk baie goed met resultate en gemete data wat in die literatuur gevind is. iv
AFRIKAANSE OPSOMMING: ’n Volledige gemengde potensiaal integraalvergelyking formulering vir die analise van stralers van arbitrˆere vorm binne gelaagde strukture word aangebied. Die integraalvergelyking kan gelyktydige elektriese en magnetiese oppervlakstrome oplos deur die Metode van Momente (MoM) te gebruik. Die MoM formulering gebruik vektor basis funksies wat oor ’n driehoekige diskretisering gedefinieer word om elektriese strome op geleidende stralers en magnetiese strome op gleuflyn strukture te modelleer. Die Green’s funksies wat in die analise gebruik word, is ontwikkel vir gelaagde media deur gebruik te maak van Sommerfeld se platvlakgolf formulering. Die metode wat gebruik word om the moment matriks te vul, is ontwerp om meervoudige gestapelde probleme wat deur oneindig geleidende grondvlakke geskei word, gelyktydig op te los. Gedeeltelik simmetriese matrikse word ook effektief gevul. Hierdie matrikse kom voor wanneer probleme ’n kombinasie van elektriese en magnetiese strome ondersteun. Verskeie voorbeelde word gebruik om die analise metode te verifieer. Numeriese voorspellings van strooiparameters (beide grootte en hoek) vergelyk baie goed met resultate en gemete data wat in die literatuur gevind is. iv
Description
Thesis (MScIng)--University of Stellenbosch, 2003.
Keywords
Microwave circuits, Green's functions, Moments method (Statistics), Theses -- Computer science, Dissertations -- Computer science, Theses -- Electronic engineering, Dissertations -- Electronic engineering