Numerically Efficient Evaluation of MoM Matrix in Conjunction with the Closed-form Green s Functions in Analysis of Multi-layered Planar Structures

다층 평판구조체 해석시 Closed-form 그린함수와 함께한 모멘트 행렬의 효율적인 수치계산

  • 이영순 (금오공과대학교 전자공학부) ;
  • 김병철 (금오공과대학교 전자공학부) ;
  • 조영기 (경북대학교 전자전기공학부)
  • Published : 2001.01.01

Abstract

When analyzing the scatting problem of multi-layered planar structures using closed-form Green's function, one of the main difficulties is that the numerical integrations for the evaluation of diagonal matrix elements converge slowly and are not so stable. Accordingly, even when the integration fur the singularity of type $e^{-jkr}/{\gamma}$, corresponding to the source dipole itself, is performed using such a method, this difficulty persists in the integration corresponding to the finite number of complex images. In order to resolve this difficulty, a new technique based upon the Gaussian quadrature in polar coordinates for the evaluation of the two-dimensional generalized exponential integral is presented. Stability of the algorithm and convergence is discussed. Performance is demonstrated for the example of a microstrip patch antenna.

Closed-form 그린함수를 사용하여 다층 평판 구조체의 산란 문제를 해석할 경우, 주된 어려운 문제점 중의 하나의 대각행렬 요소의 계산결과가 느리게 수렴하고 안정되지 않다는 점이다. 즉, 대각행렬 요소 계산시 전원 자신의 항에 해당되는 $e^{-jkr}/{\gamma}$ 형태의 특이 적분처리를 했음에도 불구하고 계산결과의 느린 수렴도 문제가 몇 개의 복소 영상항에 해당하는 적분과정에 여전히 남아있음을 알 수 있었다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 일반화된 지수함수와 2중적분을 극좌표계에서 가우스 구적법을 사용하여 계산할 수 있는 새로운 적분 기법을 제시하고자 한다. 새로운 적분기법을 알로리즘의 안정성과 수렴도에 관하여 본 논문에서 논의되면, 그 타당성을 확인하기 위해 마이크로스트립 패치 안테나의 산란 문제에 이 적분법을 적용해 보았다.

Keywords

References

  1. IEEE Trans. MTT. v.43 no.7 Closed-Form Green's Functions for General Sources and Stratified Media G. D. Dural;M. I. Aksun
  2. IEEE Trans. MTT. v.44 no.5 A Robust Approach for the Derivation of Closed-Form Green's Functions M. I. Aksun
  3. 한국전자파학회 논문집 v.11 no.1 동축선으로 급전되는 마이크로스트립 패치 안테나의 효율적인 수치해석 이강렬;이영순
  4. IEEE Trans. MTT. v.39 no.3 A Closed- Form Spatial Green's function for the thick microstrip substrate Y. L. Chow;J. J. Yang;D. G. Fang;G. E. Howard