本文關(guān)鍵詞：寬帶小型化的高性能鞭天線(xiàn)研究

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【摘要】：鞭天線(xiàn)(線(xiàn)天線(xiàn))在短波通信中的應(yīng)用越來(lái)越多,寬帶小型化也是其必然發(fā)展趨勢(shì)。本文以時(shí)域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD)為基礎(chǔ),研究設(shè)計(jì)了寬帶小型化的高性能鞭天線(xiàn)。重點(diǎn)研究了細(xì)線(xiàn)近似模型的線(xiàn)天線(xiàn),引入等效電壓源,利用FDTD和遺傳算法(Genetic Algorithm,GA)聯(lián)合仿真技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)了加載天線(xiàn)、以及匹配網(wǎng)絡(luò)等。本文在設(shè)計(jì)天線(xiàn)時(shí),兼顧增益、帶寬、效率,利用遺傳算法優(yōu)化出高性能的天線(xiàn),對(duì)線(xiàn)天線(xiàn)作了若干研究分析,具體工作如下:1.從電磁場(chǎng)基本原理出發(fā),對(duì)麥克斯韋旋度方程進(jìn)行差分,使用極坐標(biāo)下的FDTD對(duì)天線(xiàn)進(jìn)行編程仿真,利用了半解析半數(shù)值的細(xì)線(xiàn)近似方法對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,提高計(jì)算效率,引入等效電壓源,減少計(jì)算空間,然后加入集總元件的FDTD格式,最后實(shí)現(xiàn)FDTD仿真。利用此方法研究分析了加載電阻線(xiàn)天線(xiàn)和加載電容線(xiàn)天線(xiàn)。2.利用綜合技術(shù),同時(shí)引入加載和匹配網(wǎng)絡(luò),然后根據(jù)GA的特性,實(shí)行FDTD和GA的聯(lián)合仿真,優(yōu)化加載元件值和加載位置等參數(shù)。雖然集總加載一定程度上改善了天線(xiàn)輻射情況,但是不能很好地展開(kāi)帶寬,考慮帶寬、效率等因素,對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化。最后優(yōu)化設(shè)計(jì)出了一副高性能的寬帶小型化鞭天線(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：鞭天線(xiàn) 時(shí)域有限差分法 細(xì)線(xiàn)近似 遺傳算法 匹配網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN822
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 天線(xiàn)的寬帶化技術(shù)10-12
• 1.2.2 天線(xiàn)的小型化技術(shù)12-14
• 1.2.3 綜合技術(shù)14-17
• 1.3 本論文的主要工作和內(nèi)容安排17-18
• 第二章 天線(xiàn)的基本理論及分析方法及優(yōu)化算法18-32
• 2.1 天線(xiàn)的基本理論18-22
• 2.1.1 天線(xiàn)的基本參數(shù)18-21
• 2.1.2 鞭天線(xiàn)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題21-22
• 2.2 時(shí)域有限差分原理22-28
• 2.2.1 FDTD差分方程22-25
• 2.2.2 數(shù)值穩(wěn)定性問(wèn)題和色散問(wèn)題25-26
• 2.2.3 吸收邊界條件26-27
• 2.2.4 激勵(lì)源設(shè)置27
• 2.2.5 近遠(yuǎn)場(chǎng)變換27-28
• 2.3 優(yōu)化算法28-31
• 2.3.1 遺傳算法基礎(chǔ)29-30
• 2.3.2 遺傳算法在天線(xiàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 FDTD在線(xiàn)天線(xiàn)分析中的應(yīng)用研究32-49
• 3.1 FDTD建模仿真32-39
• 3.1.1 二維柱坐標(biāo)下的FDTD32-34
• 3.1.2 集總元件的FDTD34-35
• 3.1.3 細(xì)線(xiàn)近似模型35-39
• 3.2 集總加載線(xiàn)天線(xiàn)研究39-46
• 3.2.1 基于FDTD的電阻加載線(xiàn)天線(xiàn)39-45
• 3.2.2 基于FDTD的電容加載線(xiàn)天線(xiàn)45-46
• 3.3 FDTD和GA協(xié)同仿真原理46-47
• 3.3.1 MATLAB簡(jiǎn)介46-47
• 3.3.2 協(xié)同仿真基本流程47
• 3.4 本章小結(jié)47-49
• 第四章 寬帶小型化鞭天線(xiàn)設(shè)計(jì)研究49-59
• 4.1 加載天線(xiàn)的優(yōu)化分析50-53
• 4.2 匹配網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化分析53-57
• 4.3 結(jié)果分析57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)59-61
• 5.1 本文的主要工作59
• 5.2 后續(xù)工作展望59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-64

【相似文獻(xiàn)】

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