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蓝牙天线是系统与自由空间相联系的端口,是影响蓝牙模块传输特性的关键性组件:时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain Method简称为FDTD方法)是求解电磁问题的一种数值方法,这种数值方法的优点在于精度高,适合复杂辐射结构体的计算,因此非常适合用来计算以紧凑型为主的蓝牙天线。 本课题深入系统的研究了FDTD方法以及其在蓝牙天线中的具体应用,提出了一种新型的激励源;针对不同类型的天线进行了相关的仿真实验,优化了蓝牙天线的设计。主要工作在以下几个方面: 1、建立一个应用于FDTD软激励条件下的理想σ-源激励模型,并推导了一种基于FDTD的天线输入阻抗的简单有效的计算公式。用一微带天线举例对所推导出来的计算公式进行了仿真验证,并同矩量法试验结果进行了对比分析。 2、对于本文采用的PML边界条件,给出了Mur一阶边界条件和PML边界条件的对比分析结果,说明了本文采用的PML边界条件的优越性。 3、仿真分析了单极蓝牙天线,给出了其散射图及三维空间辐射图,获知单极子天线对底板厚度的依赖性不强。 4、仿真分析了IFA蓝牙天线,详细分析了倒F天线各项参数对天线性能的影响,指导了IFA天线的设计制造,并将仿真结果与实测结果进行比较,获得良好的匹配。 5、另外,作为FDTD算法的一个具体应用,本论文还采用该方法得出电磁辐射人体吸收比(SAR)在人体头部模型的分布情况,结论是:天线在距离人体1cm范围内对人体伤害最大。 随着对FDTD算法的深入研究,以及扩展其在天线等领域的应用,FDTD算法在指导优化日益集成化微小型天线的设计制造有着重要的意义,也日益成为一项极具特色和发展前途的研究课题。随着其算法的不断改进,必将会对天线的优化设计带来一轮新的革命。