FDTD法计算高频单极天线特性

用时域有限差分法（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｍｅｔｈｏｄ）计算天线阻抗特性,可以使用不同的激励方式,文章比较了采用不同激励方式时,天线的输入阻抗。文中的主要内容是将表面阻抗法用于ＦＤＴＤ中,计算架设在介质平面上单极天线的辐射特性,并用ＦＤＴＤ法计算了介质平面上铺设不同尺寸的导体平面时,单极天线的输入阻抗随导体平面尺寸变化的特性。     

平面单极天线的设计

随着SDR(软件无线电)和UWB(超宽带)无线系统对宽带天线的需求,平面单极天线渐渐成为研究的热点,它具有频带宽、体积小、制作简单、成本低等诸多优点。首先给出了平面单极天线的应用场合;然后阐述了该天线的设计方法,包括天线的四种形式、最佳馈电点间隙的选择和对称切角天线馈电点的处理;其次给出了天线设计时的边长选择,切角度数的选择和不同材料的比较;最后做了总结并提出了今后的研究方向。     

平板宽带单极与偶极天线的全波分析

采用时域有限差分法（FDTD）计算圆盘天线及宽带变形vivaldi天线的输入阻抗及方向图。利用镜像原理得到三角形单极、圆盘单极天线的输入阻抗。采取激励源区的准静态模型在保证精度的同时又无须将复杂的具体馈电结构建模，三角形单极天线和圆盘单极天线的计算结果与有关文献的比较验证了该方法具有准确、实用性强等优点，对宽带变形vivaldi天线FDTD分析得到电流分布及输入阻抗，经傅立叶变换由近场值得到天线远场方向图，结果表明变形vivaldi天线具有输入阻抗和方向图的宽带特性。     

一种套筒单极天线组成的宽带测向阵列

介绍了一种加粗的套筒单极天线,并作为测向单元使用。运用HFSS电磁仿真软件进行参数优化,在单元驻波与水平面增益满足工程情况下有效降低了天线高度。将这种套筒单极天线组成圆阵,在得出阵列电磁特性的基础上再运用最小二乘法分析了圆阵测向性能。结果表明,该测向天线阵在灵敏度、测向精度及阵列高度上都有一定的优势,特别适合于一些运动平台安装使用。     

高功率微波作用下单极天线瞬态响应特性研究

运用时域有限差分法(FDTD)结合同轴等效馈电模型计算了高功率微波(HPM)电磁脉冲作用下单极天线的感应电流的频域和时域响应,分析了单根单极天线感应电流频谱和时域响应与入射HPM间的关系,同时分析了两根天线间的距离对第一根天线末端感应电流的影响。计算结果表明,单根单极天线对HPM的感应电流频谱主要由入射HPM载波频率决定,感应电流波形与入射HPM波形相似;有其他天线存在时,对第一根天线会造成影响,且随距离增加影响减小。     

一种基于FDTD分析的多频带单极天线

提出一种基于时域有限差分法分析的多频带平面单极天线,以回波损耗-10 dB为标准,实际测得的天线工作频带覆盖了GSM900/DCS1800/PCS1900频段,同时还覆盖了TD-SCDMA相应工作频段。天线的主辐射单元是一个开槽的矩形辐射片,通过添加一个接地的耦合辐射分枝,有效扩展了天线的工作带宽。在设计过程中,比较了耦合辐射分枝的影响,以及主辐射单元中结构尺寸的变化对天线频率特性的影响,通过有目的的改进和优化,逐步提出性能良好,满足具体指标要求的多频带单极天线,通过对试验天线的测量得知,回波损耗和方向图的测量结果与仿真结果保持一致。     

浅谈UHF串馈套筒天线设计方法

本文在套筒单极子天线的基础上,对其馈电及结构进行变化,设计了一种UHF串馈套筒天线,并简要介绍了UHF串馈套筒天线的设计过程,利用仿真软件对其结构参数进行仿真分析,得出影响天线特性的参数规律,并通过组阵仿真得到较为理想的方向图,阐述了降低原料成本及提高电气指标的方法,在保证电气指标的前提下优化了天线结构。UHF串馈套筒天线VSWR≤1.2,优于国外同类天线VSWR≤1.4的指标。     

一种改进型套筒单极子天线的研究

文中基于单极粗振子展宽带宽理论,采用一种新型加粗套筒单极子辐射体的实用模型来展宽套筒单极子天线的阻抗带宽,并利用有限元法(FEM)对其驻波和辐射特性以及天线各参数进行了分析。在此基础上,设计了一副工作在108MHz～420MHz频段、电压驻波比小于3．0的实用套筒单极子天线,计算结果与实测结果吻合良好。     

基于端部加载技术的双套筒宽带天线的研究*

设计了一种基于端部加载技术的双套筒宽带全向天线,提出了一种新型的端部加载形式和特殊的双 套筒结构。实际加工出来的天线工作频段为57 ~103MHz,在此频率范围内天线的驻波比系数VSWR<1.5(即S11 < -13.98dB),天线的相对带宽为57.5%,阻抗带宽为1.81：1。仿真结果和实际加工的天线测试结果吻合良好,结果 还表明该天线在所设定的频率范围内的增益均大于2dB,且具有水平全向的方向图。     

可重构天线的FDTD研究

基于共面波导漏波结构,提出了一种方向图可重构的天线结构,该天线采用开关重构漏波结构周期,并使用两个馈电端口.采用时域有限差分法(FDTD)对天线的可重构特性进行了仿真分析.计算结果表明该方法能快速准确地确定周期结构漏波天线设计中的关键参数-基波传播常数.     

基于遗传算法的超宽带天线设计*

利用遗传算法结合时域有限差分法对一款平面微带天线进行局部搜索,设计出了一种新型平面超宽带天线,该天线在3～11GHz频段内电压驻波比小于2,满足了FCC规定的指标要求.将天线加工成实物,对天线性能进行测试,实测结果、CST仿真结果和数值计算结果基本吻合,达到了设计要求.由天线的方向图和增益特性结果显示,该天线的设计方法正确有效,相较于全局搜索,提高了设计效率;所设计的天线性能优良,具有较高的实用价值.     

一种新型超宽带平面单极子天线

设计了一种结构简单的H形双面印刷超宽带单极子天线.通过采用FDTD建模和HFSS软件仿真分析发现,适当调整天线凹槽的长宽和改变馈电结构可以调整天线的中心频率与带宽.由此设计制作了这种天线,并进行实验测试.结果表明:在厚度为0.15 cm的介质基片上,双面印刷的H型单极子天线, 实测带宽可达53 %(VSWR＜2.0), 中心频率处增益达2.88 dB.     

腰形通信天线的辐射特性研究

介绍了一种特殊形状的飞行器通信天线——腰形天线。用曲线坐标系时域有限差分法(NFDTD)对该天线进行了分析，并给出了一种新诠释，所计算出的辐射特性与实测结果吻合较好。结果表明：该天线能保证飞行器在复杂机动飞行条件下通信联络的畅通，且较好地解决了喷口火焰对天线辐射特性影响的难题。     

模式匹配法分析有限圆盘地面单极天线

本文给出了一种严格分析有限尺寸圆盘地面单极天线的新方法———模式匹配法 .该方法通过在天线上、下两边平行放置两个无限大良导电平面 ,以及合理划分区域 ,使得每个分区中的场分量能够采用柱谐展开式解析表示 ,且展开系数由导体表面边界条件及分区交界处场分量连续条件加以确定 .在此基础上 ,进一步分析天线的输入阻抗等电性能 .计算结果表明 :对不同尺寸圆盘地面单极子天线 ,理论分析与文献中的实验结果均十分吻合 .同时 ,由于场量的解析表示 ,使得计算速度较快     

对板状单极加载天线的研究

本文从经典偶极子出发分析了其不能实现宽带的原因。通常为实现宽带可把偶极子的两臂变形为三角形，但这又会带来如横向尺寸太大等一系列问题，因此这里对三角形偶极子的馈电处进行了改进，以便于宽带匹配，并对由改进后的偶极子一臂构成的板状单极子的阻抗特性进行了讨论；接着以解析法讨论了该板状单极子的方向性；最后通过一个设计实例进行了验证。     

平面双频单极天线研究

研究了一种小型化的平面双频天线,利用一个斜F加倒L图形结构并通过在天线结构中的电感平衡加载来设计一种平面单极双频天线.它具有接地板小且天线低端谐振点频带宽的特点,为平面双频单极天线的小型化设计提供了一种新的方案.     

顶部加载单极天线的研究与仿真

短波天线的尺寸是其应用的主要障碍。论文分析了顶部加载对天线性能的影响,选取顶部加载单极天线作为研究和仿真的对象。通过改变顶线个数、张角、长度以及直径等参数值,仿真分析各参数变化对天线性能的影响。结果表明,顶部加载可以有效降低天线的谐振频率,实现天线的小型化。     

介质杆天线的时域特性分析

超宽带技术在通信、雷达等众多领域获得广泛应用，时域天线是其关键技术。对介质杆天线用作时域天线的可行性进行了分析，并给出选择介质杆参数的依据。同时还使用FD-TD(时域有限差分法)数值计算方法分析了在超宽带情况下介质杆的直径、激励方式及终端渐变方式对天线的传播特性及辐射特性的影响。分析表明这种天线适宜用作时域天线。     

用于车载天线系统的FDTD方法研究

针对车载天线系统的电磁兼容需求,文章采用FDTD方法对车载线天线进行了特性分析。由此给出了使用FDTD车体和天线进行仿真建模的一般方法,并提出了一种实用高效的激励设置方式,提高了计算准确性和计算速度。     

一种超宽带天线的辐射特性分析

超宽带系统一般采用超宽带短脉冲信号,因而其天线系统也必须为宽带的。给出了一种新型的超宽带天线,该天线为置于镜像面上且具有离散指数电阻加载的单偶极子。通过时域有限差分法分析了电阻加载对天线辐射性能和波形的影响。计算结果表明,通过选择一定的电阻加载形式,可以消除由于天线未端阻抗不匹配而引起的二次反射,使天线具有较好的辐射波形和一定的带宽,从而能够满足实际超宽带系统的需要。