共形时域有限差分方法在柱面微带天线设计中的应用

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共形微带天线以其特有的性能已经获得了广泛的研究与开发。不仅传统的航空航天工业对高性能的共形微带天线有着强烈的需求,而且随着科学技术的发展,共形微带天线在移动通讯等民用以及军事上也有着越来越广泛的应用前景。对共形微带天线的分析与研究尤为重要。本文在传统的时域有限差分方法的基础上,结合所研究对象中弧形或者圆形边界特征,引入共形时域有限差分方法,以避免传统时域有限差分方法在模拟计算时使用阶梯近似所带来的数值计算误差以及由此引起的虚拟表面波,并将此方法应用到共形微带天线的分析中。整个论文结构如下:  首先对时域有限差分(FDTD)方法的基本理论、激励源的设置、吸收边界条件进行阐述,进而研究了该方法中的参数提取、时频转换等技术,成功应用于矩形贴片的平面微带天线的分析。  其次对共形时域有限差分(CFDTD)方法的基本原理进行理论分析,在共形区域的网格点电磁场迭代式利用安培定律或麦克斯韦方程的积分式进行修正,最后将其应用于圆形贴片的平面微带天线的计算,验证了CFDTD方法计算结果的精确性。  最后对圆柱共形微带天线的几何结构特性进行分析,结合其在工程与军事上的应用,设计出满足某些特定要求的圆柱共形微带天线,使用共形时域有限差分方法对其进行数值仿真,得到了较好的辐射特性参数。
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