基于FDTD分析天線對電磁脈沖響應(yīng)特性.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子電器系統(tǒng)微電子化，尤其是超大規(guī)模的集成電路在軍事系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，使得電磁兼容和電磁干擾問題得到極大的關(guān)注。電磁脈沖是一種瞬間產(chǎn)生的強大能量場，可由雷電、高功率微波炸彈、核爆炸以及電磁脈沖彈等多種方式產(chǎn)生。一旦這種高功率電磁能量耦合到天線或傳輸線等前門入口，就會沿著一個或多個耦合路徑傳輸?shù)矫舾袉卧?，對電子器件造成嚴重的破壞效?yīng)。在眾多數(shù)值分析方法中，時域有限差分法(Finite Difference Time

2、 Domain：FDTD)由于具有直接從麥克斯韋方程出發(fā)，不需任何導(dǎo)出方程，簡單直觀且易于掌握的優(yōu)點，因而在電磁工程領(lǐng)域的各個方面獲得廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
　　 本文從理論分析入手，首先仿真分析了幾種典型的電磁脈沖的時域和頻域特性，接著闡述了時域有限差分法(FDTD)的基本原理，推導(dǎo)差分離散方程，逐一分析時域有限差分法中時間步長和空間步長的選取標(biāo)準，著重介紹了完美匹配層吸收邊界條件、入射波的引入以及近遠場變換的方法。
　　

3、 其次，利用網(wǎng)格剖分技術(shù)中的細導(dǎo)線FDTD算法計算了偶極天線的輻射遠場，得到的結(jié)果和CST仿真結(jié)果比較，驗證了算法的可靠性。然后通過細導(dǎo)線FDTD算法對超寬帶電磁脈沖、高空核爆炸電磁脈沖及高功率微波照射下的偶極天線瞬態(tài)響應(yīng)特性進行數(shù)值模擬，并且定量計算了電磁脈沖不同角度入射下偶極天線的中心電流、遠場響應(yīng)以及頻譜。
　　 最后，計算和分析了E面喇叭天線對上述幾種典型電磁脈沖的響應(yīng)特性，且通過瞬態(tài)近遠場變換計算了喇叭天線對入射脈沖產(chǎn)