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随着现代通信技术的发展,人们对数字通信的质量要求越来越高。UWB技术可以满足人们短距离高速无线数据传输的需要,受到广泛的关注。UWB天线的性能对于UWB技术的发展起着重要的作用。本文用FDTD方法研究了脉冲天线在并联加载介质块后的辐射特性,并在共形网格算法的改进上做了一些探索。
本文的主要工作及创新之处可归纳为以下几点:
1)综述了UWB技术的研究进展,简要介绍了UWB技术的特点和应用情况;分析了各类UWB天线的结构形式及其优缺点;指出了脉冲天线与一般宽带天线的不同。
2)介绍并推导了时域有限差分法(FDTD)的基本原理和计算公式,分析了数值稳定性和数值色散等问题对媒质和网格参数的选取要求;详细介绍了PML吸收边界条件;
3)根据等效原理研究了计算远区辐射场的远场积分法,并推导了直角坐标系下远场积分的具体公式;给出了FDTD中激励源和阻抗加载的具体处理方法;
4)采用FDTD方法和远场积分法研究了电阻加载和并联介质加载对直线振子天线输入电流以及对辐射方向图的影响;我们发现并联介质加载脉冲天线具有良好方向性,并给出了最优结构参数。
5)介绍了共形网格技术的原理和方法,并在共形网格方法的改进上做了一些探索,并进行了一些应用。