微带线模型建立与参数设置
以长为64mm的一段微带线为例进行计算，微带线参数设置如图1中所示，其中T=0.2mm,H=1mm，W1=2mm，W2=14mm，介质的相对介电常数为2.5。
图1 微带线的结构
计算域网格范围：X:1,400;Y:1,150;Z:1,120。空间变量步长?=Δx=Δy=Δz=0.2mm,时间步长?t??2v，v?c0?r, c0为自由空间波速。入射波采用高
斯脉冲，脉冲宽度?＝125Δt。激励设置在贴近接地板并与自由空间相接的第一
个网格上，激励源的上方设置了一个矩形金属块连接到导带。XFDTD中微带线激励设置如图2所示：
图2 XFDTD中微带线的激励设置
在XFDTD中对微带线终端开路、短路、接匹配负载三种情况进行模拟计算，吸收边界选用LIAO氏吸收边界条件。微带线终端短路时在微带线的终端设置一段金属导线连接接地板和导带。微带线终端接匹配负载的做法是在微带线的终端，接地板和导带之间设置一阻抗与微带线相匹配的导体块。微带线计算模型如图3所示。
图3微带线三种情况下的计算模型（终端部分）
在XFDTD中存储微带线x, y截面上瞬态和稳态场分布，可以方便直观的得到微带线内部电磁场的分布图，还可进行S参数等的计算。
3 微带线终端开路、短路、接匹配负载三种情况计算结果
微带线终端开路、短路、接匹配负载三种情况的S11参数如图4所示。
图4(a) 微带线终端开路的S11参数
图4(b) 微带线终端短路的S11参数
图4(c) 微带线终端接匹配负载的S11参数
入射波为正弦激励，频率为4GHz时，微带线终端短路情况下的稳态场分布如图5所示。
图5 微带线终端短路情况下的稳态场分布
4 计算结果分析与结论
从计算所得的S参数图可以看出，低频情况下计算结果与理论分析吻合的很
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好。主要原因是当频率大于临界值f0[4]时，微带线中的传输模式不是TEM模式，而是混合模，这时微带线的色散特性不能被忽略,所以只有当频率低于临界值f0时，计算才能满足一定的精度。据计算所得该微带线的临界频率f0≈7GHZ。从图中可以得出，当频率低于f0时：开路和短路情况下S小于3dB，传输线上出现
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全反射。由理论分析可知微带线终端开路和短路时，ZL=∞或 ZL=0时，反射系数的模为1，传输线上出现全反射，为全驻波状态，计算结果与理论分析相吻合。微带线终端接匹配负载时，反射波的幅度很小，基本上无反射波，传输线内呈行波状态。这三种情况下，主要计算误差为时域有限差分法本身所带来的误差和微带模型近似所引入的误差。计算结果表明，该软件计算结果具有较高的精度。利用XFDTD对电磁场问题进行计算，方便可行，计算精度高，避免了繁琐的编程计算，可以提高工作效率；同时计算结果可通过可视化图形显示出来，使我们对复杂的电磁场问题产生直观的印象，在实际教学和工程应用中具有推广价值。
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