本文關(guān)鍵詞：時域有限差分法在車載多天線系統(tǒng)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,時域有限差分方法(FDTD)在天線數(shù)值計算中取到了廣泛的應(yīng)用,其中復(fù)雜車體上多天線電磁兼容(EMC)分析即是當(dāng)前數(shù)值計算的一大熱點。由于FDTD具有形式簡單、圖形可視化強(qiáng)等優(yōu)點,使得它成為車載多天線布局設(shè)計中的一個強(qiáng)有力輔助工具。首先,本文基于傳統(tǒng)Yee網(wǎng)格推導(dǎo)了Maxwell方程的離散迭代方程,詳細(xì)地給出了完全匹配層(PML)各個方向上電、磁導(dǎo)率的設(shè)計過程,推導(dǎo)了PML層內(nèi)電、磁場分量的計算公式。通過對PML層內(nèi)超越函數(shù)進(jìn)行padé近似,克服了PML介質(zhì)內(nèi)電磁參數(shù)與自由空間電磁參數(shù)的不連續(xù)性,統(tǒng)一了整個計算區(qū)域迭代格式。其次,使用FDTD方法實現(xiàn)了對項目中的單極子天線、貼片天線S參數(shù)、方向圖等電磁參數(shù)的計算,并研究了天線在規(guī)則載體上輸入阻抗等的變化情況。依據(jù)等效原理,通過近-遠(yuǎn)場外推得到了天線的遠(yuǎn)場信息,接著通過簡化的兩種天線形式饋電模型,并利用給出的算例,分別驗證了兩種饋電策略的有效性。針對于天線近場區(qū)場變化比較劇烈,引入了基于坐標(biāo)間變換法來生成網(wǎng)格步長漸變的非均勻網(wǎng)格技術(shù),從而有效地減少計算網(wǎng)格數(shù),并采用OpenGL技術(shù)實現(xiàn)了動態(tài)顯示場強(qiáng)變化的目的。在車體等散射問題中,實現(xiàn)了平面波垂直與斜入射。最后,著重研究了車載多天線耦合特性及天線布局。先使用GiD完成了對復(fù)雜車體模型的網(wǎng)格剖分,提出了針對GiD剖分?jǐn)?shù)據(jù)向Yee網(wǎng)格相對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法,實現(xiàn)了基于共享內(nèi)存OpenMP的并行FDTD計算。接著,基于車體的剖分?jǐn)?shù)據(jù),完成了以下工作:1、計算了單天線在車體不同位置上相關(guān)電磁參數(shù),并分析車體位置對天線方向圖、S參數(shù)的影響,比較出對于單天線而言的較好安裝位置。2、分析了距離因素對車體雙天線耦合度的影響,通過在天線可安裝范圍內(nèi)采樣有限個點,進(jìn)而對得到的S21進(jìn)行插值,結(jié)果表明它能夠有效地預(yù)測天線的最佳安裝位置,具有一定的創(chuàng)新性。3、分析了多天線系統(tǒng)中不同頻率天線互耦特性及接收天線對車體上源天線方向圖影響,并利用電場分布圖描繪了源天線與接收天線、車體的相互耦合途徑,對車體上多天線布局具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：FDTD 網(wǎng)格剖分 耦合 并行計算 電磁兼容
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U463.673;TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 天線的時域有限差分方法研究14-38
• 2.1 MAXWELL方程離散14-18
• 2.2 吸收邊界條件18-28
• 2.2.1 插值吸收邊界19-20
• 2.2.2 完全匹配層20-28
• 2.2.2.1 PML設(shè)計原理20-25
• 2.2.2.2 PML層實現(xiàn)25-27
• 2.2.2.3 PML吸收效果27-28
• 2.3 天線參數(shù)28-29
• 2.3.1 方向圖28
• 2.3.2 S參數(shù)28-29
• 2.4 FDTD計算模型29-37
• 2.4.1 近-遠(yuǎn)場外推30-34
• 2.4.2 天線饋電34-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 車載多天線布局及散射計算38-45
• 3.1 車載多天線布局的必要性38-39
• 3.2 FDTD計算散射模型39-44
• 3.2.1 引入平面波39-42
• 3.2.2 數(shù)值算例42-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第四章 車載多天線耦合FDTD仿真45-80
• 4.1 規(guī)則載體上的天線計算45-51
• 4.1.1 PEC上單極子天線45-46
• 4.1.2 PEC上共址天線46-47
• 4.1.3 有限導(dǎo)體上單極子天線47-49
• 4.1.4 導(dǎo)體上的線、面天線49-51
• 4.2 非均勻網(wǎng)格FDTD51-57
• 4.2.1 非均勻網(wǎng)格算法實現(xiàn)51-55
• 4.2.2 場強(qiáng)動態(tài)顯示55-57
• 4.3 復(fù)雜車體模型網(wǎng)格剖分57-64
• 4.3.1 車體模型重現(xiàn)58-60
• 4.3.2 車體散射特性60-64
• 4.4 并行OPENMP-FDTD64-66
• 4.5 復(fù)雜車體上單天線電磁特性分析66-70
• 4.6 復(fù)雜車體上雙天線電磁特性分析70-73
• 4.7 復(fù)雜車體上多天線耦合特性分析73-78
• 4.8 本章小結(jié)78-80
• 第五章 總結(jié)與展望80-81
• 5.1 總結(jié)80
• 5.2 研究展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 攻碩期間研究成果85-86

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1 時洪斌;劉保國;;交貫隧道邊界元數(shù)值模擬中的網(wǎng)格剖分方法[J];北京交通大學(xué)學(xué)報;2008年04期

2 袁建生;;一種高性能二維有限元網(wǎng)格剖分軟件[J];華北電力學(xué)院學(xué)報;1988年01期

3 成基華，范玉青;二維有限元網(wǎng)格全自動生成[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;1995年03期

4 陳時錦,劉亞忠,梁迎春,蔡鶴皋;二維四邊形單元的自動生成研究[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1998年04期

5 黃曉東,杜群貴;二維有限元網(wǎng)格的局部加密方法[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年12期

6 攬生瑞,楊菊生;大壩孔口應(yīng)力有限元分析中的網(wǎng)格自動生成[J];陜西水力發(fā)電;1989年04期

7 王威信,鄧達(dá)華;基于幾何特征和力學(xué)特性的自適應(yīng)網(wǎng)格生成算法[J];計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2001年01期

8 朱以文,徐晗,蔡元奇;交界面非協(xié)調(diào)網(wǎng)格連結(jié)的新約束方程法[J];武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2003年06期

9 陳谷紅;;2DFE-通用二維磁場有限元分析計算軟件包[J];電機(jī)技術(shù);1993年04期

10 王開云,何江達(dá),李莉;AutoCAD及Visual Lisp語言在有限元前處理中的應(yīng)用[J];智能建筑與城市信息;2004年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 高素荷;姚河省;;網(wǎng)格劃分密度與有限元求解精度研究[A];第三屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集[C];2007年

2 唐杰;許會;;二維微波場數(shù)值計算中網(wǎng)格剖分方法研究[A];科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展（A卷）——第七屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會暨渾南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇文集[C];2010年

3 蔡強(qiáng);楊欽;孟憲海;李吉剛;;二維PEBI網(wǎng)格的生成研究[A];全國第13屆計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)（CAD/CG）學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

4 崔云俊;熊春陽;方競;;一個網(wǎng)格剖分的組合方法[A];計算力學(xué)研究與進(jìn)展——中國力學(xué)學(xué)會青年工作委員會第三屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1999年

5 蘇亮;祝順來;俞海峰;;三維自由曲面結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的自動生成[A];第十四屆空間結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2012年

6 李恩征;張鳳國;程俊霞;;二維拉氏有限元程序數(shù)值模擬射流形成到侵徹全過程的方法[A];中國工程物理研究院科技年報（2002）[C];2002年

7 杜俊賢;陳定方;陳云;;基于STL的三維網(wǎng)格剖分研究[A];湖北省機(jī)械工程學(xué)會設(shè)計與傳動學(xué)會、武漢機(jī)械設(shè)計與傳動學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集（2）[C];2008年

8 郭佳;姚長利;鄭元滿;;三維多面體網(wǎng)格剖分算法研究[A];中國地球物理2013——第十八專題論文集[C];2013年

9 王化祥;胡理;趙波;;基于自適應(yīng)網(wǎng)格剖分的EIT圖像重建算法[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;ANSYS之獨有詞匯[N];中國航空報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔣躍華;基于網(wǎng)格的CAD曲面造型技術(shù)[D];浙江大學(xué);2009年

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1 王牌;基于ACIS-HOOPS三維電磁仿真中的模型構(gòu)建和網(wǎng)格剖分研究與實現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2015年

2 丁廣勇;時域有限差分法在車載多天線系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2015年

3 谷力民;二維有限元網(wǎng)格自動生成軟件系統(tǒng)[D];長春理工大學(xué);2008年

4 劉衛(wèi)星;組合結(jié)構(gòu)分析的前后處理與網(wǎng)格自動劃分研究[D];西安電子科技大學(xué);2001年

5 趙美利;基于STL文件的有限差分非均勻網(wǎng)格剖分技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2008年

6 佘紅偉;二維區(qū)域網(wǎng)格剖分算法研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

7 方興;有限元網(wǎng)格生成技術(shù)研究及前處理軟件研制[D];浙江大學(xué);2005年

8 趙興忠;基于魯棒性的自由曲面形狀、拓?fù)�、網(wǎng)格優(yōu)化設(shè)計研究[D];浙江大學(xué);2014年

9 宋能;球面空間網(wǎng)格的分布式并行技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];陜西師范大學(xué);2010年

10 宋御杰;基于混合網(wǎng)格剖分的起伏地表旅行時計算方法研究[D];長安大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：時域有限差分法在車載多天線系統(tǒng)中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：399186