低頻近場天線的研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著通信、測井、電磁兼容、陣列天線設(shè)計、成像系統(tǒng)等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，天線的近場分析越來越受到人們的關(guān)注。但是人們目前對于近場的研究還處于初步探索階段，而準確高效的近場分析方法對于研究近場的分布控制和引導機制等又有著重要作用，因此人們不得不加快對近場的研究腳步。同時，當下工程上的迫切需求也促使人們越來越多地研究近場，以便深入了解其場分布、能流、能量分布等特性。
　　再者，近場的應(yīng)用一般是在低頻情況下，此時天線為電小天線，因此對于電小天

2、線的阻抗匹配、效率等問題也還需要更多地研究。從計算電磁學的角度來講，低頻崩潰問題也是一個難點，如何解決低頻崩潰問題是我們研究低頻場的關(guān)鍵。
　　針對磁偶極子（電小線圈）和電偶極子的近場，本文分析了平均能流密度（坡印廷矢量）、平均電場能量密度、平均磁場能量密度，研究了平均坡印廷矢量，其實部與虛部的關(guān)系以及近場“儲能”（非輻射能流）的大小和方向，并基于此深入研究了近場能量流動的物理圖像。本文還利用平均能量密度計算了包含天線的不同半徑球

3、體內(nèi)的能量，并以此給出了天線場域的劃分條件
　　結(jié)合工程應(yīng)用，本文還分析了變形電小線圈（馬鞍形線圈、拱形線圈）的近場分布，嘗試在垂直于線圈軸線的平面上獲得盡可能均勻的場分布，以使采用該變形線圈的無線鏈接等系統(tǒng)獲得更高的讀取效率。
　　最后，結(jié)合對磁偶極子和電偶極子做近場分析所得的結(jié)論，并運用電磁仿真軟件FEKO分析了窄帶天線（微帶天線、半波天線）和寬帶天線（Vivaldi天線、雙錐天線）的能量流動特性和能量密度分布。同時，對