發(fā)布時間：2017-08-22 01:14

  本文關鍵詞：寬帶小型化的高性能鞭天線研究

  更多相關文章： 鞭天線 時域有限差分法 細線近似 遺傳算法 匹配網絡

【摘要】：鞭天線(線天線)在短波通信中的應用越來越多,寬帶小型化也是其必然發(fā)展趨勢。本文以時域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD)為基礎,研究設計了寬帶小型化的高性能鞭天線。重點研究了細線近似模型的線天線,引入等效電壓源,利用FDTD和遺傳算法(Genetic Algorithm,GA)聯合仿真技術優(yōu)化設計了加載天線、以及匹配網絡等。本文在設計天線時,兼顧增益、帶寬、效率,利用遺傳算法優(yōu)化出高性能的天線,對線天線作了若干研究分析,具體工作如下:1.從電磁場基本原理出發(fā),對麥克斯韋旋度方程進行差分,使用極坐標下的FDTD對天線進行編程仿真,利用了半解析半數值的細線近似方法對計算區(qū)域進行網格劃分,提高計算效率,引入等效電壓源,減少計算空間,然后加入集總元件的FDTD格式,最后實現FDTD仿真。利用此方法研究分析了加載電阻線天線和加載電容線天線。2.利用綜合技術,同時引入加載和匹配網絡,然后根據GA的特性,實行FDTD和GA的聯合仿真,優(yōu)化加載元件值和加載位置等參數。雖然集總加載一定程度上改善了天線輻射情況,但是不能很好地展開帶寬,考慮帶寬、效率等因素,對匹配網絡進行了優(yōu)化。最后優(yōu)化設計出了一副高性能的寬帶小型化鞭天線。
【關鍵詞】：鞭天線 時域有限差分法 細線近似 遺傳算法 匹配網絡
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內研究現狀10-17
• 1.2.1 天線的寬帶化技術10-12
• 1.2.2 天線的小型化技術12-14
• 1.2.3 綜合技術14-17
• 1.3 本論文的主要工作和內容安排17-18
• 第二章 天線的基本理論及分析方法及優(yōu)化算法18-32
• 2.1 天線的基本理論18-22
• 2.1.1 天線的基本參數18-21
• 2.1.2 鞭天線設計中的問題21-22
• 2.2 時域有限差分原理22-28
• 2.2.1 FDTD差分方程22-25
• 2.2.2 數值穩(wěn)定性問題和色散問題25-26
• 2.2.3 吸收邊界條件26-27
• 2.2.4 激勵源設置27
• 2.2.5 近遠場變換27-28
• 2.3 優(yōu)化算法28-31
• 2.3.1 遺傳算法基礎29-30
• 2.3.2 遺傳算法在天線設計中的應用30-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 FDTD在線天線分析中的應用研究32-49
• 3.1 FDTD建模仿真32-39
• 3.1.1 二維柱坐標下的FDTD32-34
• 3.1.2 集總元件的FDTD34-35
• 3.1.3 細線近似模型35-39
• 3.2 集總加載線天線研究39-46
• 3.2.1 基于FDTD的電阻加載線天線39-45
• 3.2.2 基于FDTD的電容加載線天線45-46
• 3.3 FDTD和GA協(xié)同仿真原理46-47
• 3.3.1 MATLAB簡介46-47
• 3.3.2 協(xié)同仿真基本流程47
• 3.4 本章小結47-49
• 第四章 寬帶小型化鞭天線設計研究49-59
• 4.1 加載天線的優(yōu)化分析50-53
• 4.2 匹配網絡的優(yōu)化分析53-57
• 4.3 結果分析57-58
• 4.4 本章小結58-59
• 第五章 總結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62-64

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本文編號：716215