諧振天線的性能研究


頁數(shù)：55 字?jǐn)?shù)：15607

目錄
前言
電磁學(xué)的研究內(nèi)容和特點(diǎn)
電磁場問題幾種求解方法的簡述
2.1 有限元法
2.2 邊界元法
2.3 時(shí)域有限差分法
2.4 矩量法
時(shí)域有限差分法的概述
3.1差分格式
3.2解的穩(wěn)定性及數(shù)值色散
3.3吸收邊界條件
程序設(shè)計(jì)
4.1數(shù)學(xué)模型建立
4.1.1數(shù)據(jù)的選取
4.1.2需要用到的邊界條件
4.1.3記錄的數(shù)據(jù)
4.2設(shè)計(jì)算法
4.3結(jié)果討論
4.4結(jié)束語
4.5程序清單
參考文獻(xiàn)


論文內(nèi)容提要
眾所周知，當(dāng)今通信技術(shù)突飛猛進(jìn)，如何在通訊中獲得良好的發(fā)射與接收效果是一個(gè)值得探討的課題。而我們這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)所討論的是用于移動(dòng)通信的介質(zhì)諧振天線的性能。這種天線模型是單向?qū)挷ㄊ慕橘|(zhì)輻射天線，簡稱UDR（Unidirectional Dielectric Radiator）。它是從一個(gè)封閉的介質(zhì)諧振器演變而來，其工作頻率為1Ghz——20Ghz。我們首先建立正確的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用時(shí)域有限差分法，直接從麥克斯韋旋度方程出發(fā)，在一定體積內(nèi)和一段時(shí)間上對(duì)連續(xù)電磁場的數(shù)據(jù)取樣。然后應(yīng)用等效原理將數(shù)據(jù)積分到無窮遠(yuǎn)處，進(jìn)而驗(yàn)證它的實(shí)用性。而我們的驗(yàn)證結(jié)果與實(shí)驗(yàn)是基本吻合的，所以我們的算法是正確，而且在實(shí)際的工作中也有很強(qiáng)的指導(dǎo)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
將時(shí)域有限差分法應(yīng)用于天線問題，是近十年才發(fā)展起來的一個(gè)新興課題。用它來模擬電磁場的運(yùn)動(dòng)過程、分析電波的傳播過程，直至求出天線的各種特性指標(biāo)，具有特別明顯的優(yōu)勢。眾所周知，天線的設(shè)計(jì)、加工和測試是一個(gè)非常冗長且材料成本很高的過程。若在設(shè)計(jì)之初引入計(jì)算電磁學(xué)的步驟，就可以對(duì)各種問題進(jìn)行前瞻性的觀測、討論，預(yù)知粗略的結(jié)果，從而對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析和理論指導(dǎo)，從很大程度上節(jié)省成本和人力物力。我們所建立的數(shù)學(xué)模型根據(jù)參考資料[1]上的單向性介質(zhì)輻射天線UDR，工作頻率為9.5GHz，可應(yīng)用于移動(dòng)通訊、衛(wèi)星通訊、車載通訊、交通控制和防撞雷達(dá)。這種天線模型的優(yōu)點(diǎn)是低耗、高性能、工作頻帶較寬，更優(yōu)越的是單方向的寬波束特性，如應(yīng)用于移動(dòng)電話天線可避免對(duì)人體輻射的影響。由于它采用這樣的工作機(jī)制，加強(qiáng)了接收方向的接收增益，可起到增強(qiáng)靈敏度，加強(qiáng)信號(hào)的作用，比加入吸收材料減少對(duì)人體輻射的方式更加優(yōu)越。