小型宽带微带天线的应用与设计

微带天线具有体积小、重量轻、低剖面、能与载体共形等优点,在飞行器上的应用处于优越地位,还可用于卫星通讯、无线电高度表、导弹测控设备等。时域有限差分法(FDTD)是设计和分析微带天线的一种重要方法,利用基于时域有限差分的仿真软件能够仿真设计出各种不同的微带天线,进而得出其方向图、增益和输入阻抗等特性指标。     

时域有限差分法对H-型微带天线的数值计算

时域有限差分法是一种目前已广泛应用于电磁场与微波工程中的时域数值计算方法。H型的微带贴片天线利用时域有限差分法，采用廖氏三阶吸收边界来对无限安全空间进行有限截断。与普通的矩形贴片天线相比，该天线具有更小的体积，从而更易与其它物体（如车辆、电视机、笔记本电脑等）集成。基于大量的数值计算结果，给出了该天线的谐振频率图随天线各主要设计参数的变化曲线，及辐射方向图随天线参数的变化情况，并对理论计算结果与已有一些实验数据进行了比较，符合较好，验证了本理论计算的可靠性。     

基于时域有限差分法的微带结构串扰研究

采用时域有限差分法(FDTD)对微带天线与微带线之间的互耦系数进行计算.激励源采用在激励空间提取入射波,再加入到计算空间中的方法引入.提取出入射波和反射波之后进行快速傅里叶变换,再利用N端口网络的知识计算出S参数,计算结果表明使用时域有限差分法的结果和基于有限元(FEM)方法的商业软件HFSS的计算结果基本一致.     

GTEMcell非正交坐标系下的时域有限差分法分析

ＧＴＥＭｃｅｌｌ可以克服传统ＴＥＭｃｅｌｌ（横电磁波传输室）可用上限工作频率的缺点，因而得到广泛应用。     

基于时域有限差分法计算共面波导的特性阻抗

使用时域有限差分法计算共面波导的特性阻抗．比较了全空间和半空间两种FDTD计算模型,并给出了全空间模型的计算结果．与文献中用半空间模型计算得出的结果以及实际测试结果作比较,取得了良好的一致性．     

电磁场计算中的时域有限差分法

时域有限差分法是在离散变量空间和时间中求解不同边界条件下Maxwell方程组的一种数值方法。这种方法简单易懂，适应性强，所用计算机存储单元少，已在微波领域得到大量应用，目前又被应用于光场分布的研究。本文介绍了时域有限差分法的基本原理，推导了Maxwell方程组的FDTD数值表达式。     

耦合空间混响的时域有限差分法模拟

耦合空间与主厅的耦合能够影响主厅的声学特性．文中运用时域有限差分法，在低频范围内模拟了耦合窗面积的改变对主厅中不同位置的耦合常数和声能衰减的影响．发现在耦合空间体积与主厅体积比为1／3的条件下，当耦合窗面积与隔墙面积比小于10％时，耦合空间对主厅的声能衰减有较大影响；主厅的声能衰减曲线和耦合常数随开口的改变而逐渐发生变化；耦合空间对主厅各点音质的影响比较均匀．     

基于辛时域有限差分方法微带天线的数值分析

从麦克斯韦方程出发,研究了在时间和空间上进行高阶差分的辛时域有限差分数值方法(SFDTD),给出其三维差分公式.将吸收边界条件有效地应用于微带天线的计算中,计算了一种微带贴片天线并给出了天线的回波损耗及输入阻抗等.计算结果证明了该方法的精确性和正确性.该方法对于天线优化设计及电磁散射计算具有一定的借鉴作用.     

基于时域有限差分法的手机辐射计算分析

采用时域有限差分法,构建了手机与人体相互作用的模型.在频率为1 800 MHz下计算了手机上涂敷碳纳米管复合物吸波材料前后对电磁辐射的比吸收率SAR,并由此得到天线辐射方向图.计算结果表明：手机上涂覆碳纳米管CNTs复合物吸波材料可以降低手机比吸收率值,对天线辐射方向图影响很小.     

时域有限差分法中提高局部区域空间分辨率的技术

本文提出了一种在电磁场计算的时域有限差分法中使用非均匀网格空间的技术。用此方法只需把需要提高空间分辨率的局域区域的计算网格成倍地细分，而不必把全部计算空间均改用相同的网格，从而可以大大节省存储空间和计算时间。在二维空间通过计算实例证实了所提方法的可行性。     

一种简化同轴馈电微带天线的FDTD分析

本文提出了一种简化的同轴馈电模型用于分析同轴探针馈电的微带天线。在时域有限差分方法（FDTD）中对于同轴馈电模型一般采用一维电压电流递推方式引入入射波形,同时结合细导线模型模拟同轴线馈电;需要对接地板同轴线接口处的电场值进行特别处理,过程较复杂。简化方法仅采用细导线模型做为馈电端口,在接地板与细导线探针间加电压源激励产生入射波形。省略了同轴线的建模及接口处电场值的处理过程,使得模型更加紧凑。数值仿真验证了该算法的有效性和准确性。     

以有机磁性材料为基片的小型化、宽频带矩形微带天线

新型有机磁性材料具有稳定的磁性能、较高的导磁率和介电常数 ,利用该材料制作的微带天线具有小型化和宽频带的特性 .此文介绍了一副以该材料为基片的矩形微带天线 ,并给出天线的参数和实验结果 .与常规无磁性材料制作的矩形微带天线相比 ,该天线的尺寸缩小了约 40 %,而带宽 (VSWR<2 )达到 6 .9%,约为常规设计的 3倍 .     

光子带隙微带天线的分析与设计

采用时域有限差分法分析计算了光子隙微带天线的S参数,发现了光子带隙微带结构具有明显的禁带特性,然后利用仿真软件讨论这种结构天线参数的变化与对其禁带特性的关系.最后归纳了这种天线的基本设计原则和这种光子带隙微带天线的优点.     

基于PSO-PTS算法的E形双频微带天线设计

为了能处理复杂的电磁优化问题,从粒子群优化算法（PSO：Particle Swarm Optimization ）的原理出发,通过对算法收敛性以及算法局限性的分析,改进了粒子群的性能,并结合参数跟踪策略（PTS：Parameters Tracking Strategies）及动态搜索域形成一种新的混合算法--PSO PTS混合算法。给出了PSO-PTS混合算法的基本理论、数学模型和步骤,并利用该方法对E形双频微带天线进行了模拟实验。仿真结果表明,该方法可有效地缩小PSO算法搜索区域,保证了解的单一性,提高了运算速度和解的精度。利用该方法设计的天线可有效地实现小型化的要求。     

应用APLAC对有覆盖层微带贴片天线研究

采用时域有限差分法软件模拟具有覆盖层微带贴片天线，求解出与实验结果有极好的吻合的谐振频率，讨论了不同介质覆盖和空气隙对3GHz向带贴片天线谐振率影响。     

新型小型化双频缝隙微带天线的设计

提出一种新型的应用于无线局域网的小型化双频缝隙微带天线.该天线结构紧凑,馈电方式简单,满足无线局域网中小型化双频天线的技术要求.通过灵活调节F形槽的尺寸,可以使该天线的谐振频率工作在2.4/5.8 GHz无线局域网的应用频段.辐射方向图表明,该天线全向性能较好,增益在3.8~4.5 dBi范围内.
     

口径耦合微带天线阵的互耦研究

针对微带天线阵阵元之间互耦的复杂性,给出了用时域有限差分法对口径耦合微带天线直线阵互耦现象进行分析的方法.该方法以口径耦合微带天线单元构成的7单元直线阵为研究平台,借助仿真软件Empire获取数据,结合直线阵和传输线理论导出相应计算公式,并用Matlab进行数据处理.应用该方法分析了互耦阵列的行为,给出了互耦系数的计算方法及其在天线设计中的应用方法.分析结果表明:由于互耦的存在及影响,使中心位置馈电天线阵的方向图出现旁瓣,边缘位置馈电的方向图出现非对称形状;互耦系数随着与馈电单元距离的增大急剧下降,距离4个阵间距以上的天线单元其模值下降到0.01以下.通过实例将该方法分析结果与仿真曲线进行了对比,其吻合程度验证了该方法的精确性.为在互耦状态下微带天线阵的设计提供了参考.     

宽频带圆锥共形微带天线的CFDTD法分析

根据微带天线展宽频带的工作机理,基于共形时域有限差分(CFDTD)法,分别对工作在L波段和C波段的重叠贴片式和电容补偿式探针馈电圆锥共形微带天线的近远场特性做了分析. 结果表明,与普通的单贴片结构天线相比,其带宽有了明显改善. 在时域有限差分(FDTD)网格剖分时,采用了坐标系旋转的方法,以方便激励探针的建模,同时为了提高仿真的效率,引入了非均匀网格技术.     

Sierpinski毯式分形微带天线的FDTD Prony分析

将分形技术应用于多频段微带天线的设计是目前研究的热点。应用时域有限差分法(FDTD)对微带分形天线进行分析,采用同轴线的简化模型,使天线计算区域和同轴线区域合二为一,降低了计算复杂性。为了减少时间复杂度,采用Prony算法对FDTD时域波形进行外推。实验结果验证了分形天线的多频段特型,此天线在无线、个人移动通信中有应用前途。     

一种用于GPS的微带天线

利用微带天线理论,研究和分析了美国SENSOR系统公司的GPS微带天线,并找出了结构特点,为该天线的改进提供了理论依据。