微帶天線的FDTD研究.pdf

1、本文主要利用時(shí)域有限差分(FDTD)法計(jì)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(jì)了一種U型槽矩形貼片三單元環(huán)形天線陣，并計(jì)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(chǎng)計(jì)算過(guò)程中提出兩種利用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對(duì)近—遠(yuǎn)場(chǎng)變換進(jìn)行改進(jìn)的方法。該改進(jìn)方法提高了計(jì)算效率、節(jié)省了存儲(chǔ)空間。本論文研究?jī)?nèi)容包括三部分： 第一部分

2、以頻域和時(shí)域近—遠(yuǎn)場(chǎng)外推方法為基礎(chǔ)，在FDTD近場(chǎng)計(jì)算中結(jié)合數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)計(jì)算遠(yuǎn)場(chǎng)，達(dá)到節(jié)省計(jì)算空間的存儲(chǔ)量和提高計(jì)算效率的目的。第一種改進(jìn)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(jì)算天線遠(yuǎn)場(chǎng)，通過(guò)數(shù)值仿真角反射器天線所得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)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(jìn)行散射場(chǎng)的預(yù)測(cè)，通過(guò)縫隙金屬平板的散射場(chǎng)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明該方法的有效性。 第二部分是對(duì)U型槽矩

3、形貼片天線進(jìn)行FDTD計(jì)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(shí)域波形，以及端口處的入射電壓、反射電壓的時(shí)域波形和傅立葉變換后的波形，根據(jù)計(jì)算所得的頻域參數(shù)曲線分析其工作帶寬和諧振頻率點(diǎn)。利用2D-DCF技術(shù)對(duì)惠更斯面上分布的場(chǎng)量進(jìn)行處理，得到失真度較小的重構(gòu)場(chǎng)，并由重構(gòu)場(chǎng)計(jì)算出天線遠(yuǎn)場(chǎng)，計(jì)算結(jié)果與測(cè)量值吻合良好。同時(shí)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(duì)于考慮耦合影響的U型槽矩形貼片三單元環(huán)形天