谐振天线的性能研究.DOC

谐振天线的性能研究


页数：55 字数：15607

目录
前言
电磁学的研究内容和特点
电磁场问题几种求解方法的简述
2.1 有限元法
2.2 边界元法
2.3 时域有限差分法
2.4 矩量法
时域有限差分法的概述
3.1差分格式
3.2解的稳定性及数值色散
3.3吸收边界条件
程序设计
4.1数学模型建立
4.1.1数据的选取
4.1.2需要用到的边界条件
4.1.3记录的数据
4.2设计算法
4.3结果讨论
4.4结束语
4.5程序清单
参考文献


论文内容提要
众所周知，当今通信技术突飞猛进，如何在通讯中获得良好的发射与接收效果是一个值得探讨的课题。而我们这次的毕业设计所讨论的是用于移动通信的介质谐振天线的性能。这种天线模型是单向宽波束的介质辐射天线，简称UDR（Unidirectional Dielectric Radiator）。它是从一个封闭的介质谐振器演变而来，其工作频率为1Ghz——20Ghz。我们首先建立正确的数学模型，应用时域有限差分法，直接从麦克斯韦旋度方程出发，在一定体积内和一段时间上对连续电磁场的数据取样。然后应用等效原理将数据积分到无穷远处，进而验证它的实用性。而我们的验证结果与实验是基本吻合的，所以我们的算法是正确，而且在实际的工作中也有很强的指导性。


Abstract
As we well know, the technology of communication has developed quickly. How can we get a good result from a transmitter and a receiver in the communication is a subject to be discussed. In our design, we are studying the performance of dielectric resonant Antenna. This Antenna model is a Unidirectional broad bearawideth dielectric radiating Antenna whose shortened from called UDR( Unidirectional Dielectric Radiator). It is developed from the enclosed dielectric rosonantor. It is work frequence is 1Ghz—20Ghz. First we suggested a mathematical model using the FDTD method, sample the data in the electromaguet based Maxwell integral equation. And then use the equivalent prinple to make a integral calculus to far away, checking its practicability. At last, what we get in the computational is good fill with the examination, so our arithmetic is correct ,and it can be a pole star in practice.


引言
将时域有限差分法应用于天线问题，是近十年才发展起来的一个新兴课题。用它来模拟电磁场的运动过程、分析电波的传播过程，直至求出天线的各种特性指标，具有特别明显的优势。众所周知，天线的设计、加工和测试是一个非常冗长且材料成本很高的过程。若在设计之初引入计算电磁学的步骤，就可以对各种问题进行前瞻性的观测、讨论，预知粗略的结果，从而对实际问题进行分析和理论指导，从很大程度上节省成本和人力物力。我们所建立的数学模型根据参考资料[1]上的单向性介质辐射天线UDR，工作频率为9.5GHz，可应用于移动通讯、卫星通讯、车载通讯、交通控制和防撞雷达。这种天线模型的优点是低耗、高性能、工作频带较宽，更优越的是单方向的宽波束特性，如应用于移动电话天线可避免对人体辐射的影响。由于它采用这样的工作机制，加强了接收方向的接收增益，可起到增强灵敏度，加强信号的作用，比加入吸收材料减少对人体辐射的方式更加优越。