微帶天線的FDTD研究.pdf

1、本文主要利用時域有限差分(FDTD)法計算U型槽矩形貼片天線的頻域特性與輻射特性，以及在考慮耦合影響情況下的普通矩形貼片三單元環(huán)形天線陣的頻域特性與輻射特性。在前兩者研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種U型槽矩形貼片三單元環(huán)形天線陣，并計算其工作帶寬、陣元間的耦合參數(shù)以及輻射方向圖。在FDTD瞬態(tài)近場計算過程中提出兩種利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對近—遠場變換進行改進的方法。該改進方法提高了計算效率、節(jié)省了存儲空間。本論文研究內(nèi)容包括三部分： 第一部分

2、以頻域和時域近—遠場外推方法為基礎(chǔ)，在FDTD近場計算中結(jié)合數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)計算遠場，達到節(jié)省計算空間的存儲量和提高計算效率的目的。第一種改進方法是將FDTD法與二維離散余弦變換(2D-DCT)遞歸算法相結(jié)合計算天線遠場，通過數(shù)值仿真角反射器天線所得到的結(jié)果與實驗測量結(jié)果進行比對，驗證其有效性。第二種方法是在FDTD法中結(jié)合小波變換技術(shù)進行散射場的預(yù)測，通過縫隙金屬平板的散射場的數(shù)值實驗結(jié)果說明該方法的有效性。 第二部分是對U型槽矩

3、形貼片天線進行FDTD計算，給出了具有內(nèi)阻的電壓源的入射端口電壓和電流的時域波形，以及端口處的入射電壓、反射電壓的時域波形和傅立葉變換后的波形，根據(jù)計算所得的頻域參數(shù)曲線分析其工作帶寬和諧振頻率點。利用2D-DCF技術(shù)對惠更斯面上分布的場量進行處理，得到失真度較小的重構(gòu)場，并由重構(gòu)場計算出天線遠場，計算結(jié)果與測量值吻合良好。同時根據(jù)數(shù)值結(jié)果討論了該天線的頻域特性和輻射特性。 第三部分是對于考慮耦合影響的U型槽矩形貼片三單元環(huán)形天