任意形状导体与线天线组合目标的瞬态特性分析

本文采用微分形式的时域电场积分方程(TDEFIE)时间步进算法(MOT)对任意形状导体与线天线组合目标的电磁瞬念特性进行了分析.针对组合目标的复杂特性,使用细金属带状线模拟线天线,采用统一的RWG基函数表示表面电流分布,采用三阶内插时间基函数并通过恰当的时间步长选取对该问题进行分析求解.同时给出了线面连接处单元的剖分方法,基函数的设置.线面连接处电源激励模型的添加以及输入阻抗计算方法,最后给出了验证算法的数值结果.     

基于MOM分析的金属载体上线天线

对于金属载体上的线天线,采用RWG基函数以及伽略金法将电场积分方程转化为矩阵方程组,结合稳定双共轭梯度法,解算出表面电流的展开系数,进而得出金属载体上线天线的辐射特性。为了验证算法的正确性,以金属载体附近的单极子天线为例,采用MOM(mehtod of moment)法以及软件FEKO进行仿真计算,两种方法的计算结果验证了算法的正确性。     

基于矩量法的分形环八木天线的特性分析

八木天线是一种常用的天线形式.本文将Minkowski分形环应用于八木天线设计中,利用分形结构的空间填充特性来减小天线的横向尺寸,从而实现天线小型化设计.设计了工作于880～960MHz的6元二阶Minkowski分形环八木天线,以矩量法为核心对设计天线进行数值分析,将线天线模拟为细带线模型,天线表面采用三角单元进行剖分,RwG基函数作为电流展开函数.同方环八木天线进行了比较,在驻波特性、辐射特性相似情况下,分形环八木天线的尺寸缩减了29.8%.     

基于UV／MOM-PO的电大载体附近阵列天线的研究

基于UV技术加速的矩量法/物理光学混合算法(UV/MoM-PO),研究了电大尺寸载体对位于其附近的阵列天线性能的影响.在UV/MoM-PO算法中,载体被设置为PO区域,阵列天线被设置为MoM区域.PO区域采用三角面片剖分,并用RWG基函数展开,MoM区域则用线段剖分,并用分段线性基函数展开.根据与MoM区域的远近,将PO区域的单元分组,其中每个小组与MoM区域的相互作用矩阵采用UV分解技术快速得到.给出了两个具体的算例,并与多层快速多极子(MLFMM)的结果进行了比较,表明本文的算法有较好的计算精度.     

复杂载体上Koch分形天线的矩量法分析

基于电场积分方程的矩量法(EFIE-MoM),利用线面结点基函数(w ire-surface basis function)研究复杂金属载体上Koch分形天线的电磁特性,完成了数值方法的理论建模和程序实现。首先通过几种金属载体上普通单极子天线算例验证了理论模型和计算程序,接着计算了几种复杂金属载体上Koch分形天线的输入阻抗和远场方向性曲线,并对计算结果作了分析。     

计算曲线天线电流分布的一种新途径──参数形式下的B样条有限元法第一部分：方法介绍

本文针对目前在计算曲线天线电流分布时存在的剖分误差问题，提出了参数形式下的Ｂ样条有限元法。该方法具有避免剖分误差、实施简便、计算精度高等优点。文中首先介绍Ｂ样条函数和Ｂ样条基，然后建立参数形式下的Ｂ样条有限元方程，最后以圆环天线为例，说明方法的实施过程和有效性。     

微带印刷天线辐射与散射的全波分析方法

本文给出了一种分析微带印刷天线辐射与散射的数值方法。此方法将印刷天线按三角网格剖分，在导体表面建立积分方程，用全波离散镜像理论给出微带结构的空域格林函数的闭合表达式，未知电流用三角网格上的矢量电流基函数展开并用矩量法求解。与以往的矩形网格上基函数展开相比，此方法能更有效地逼近任意形状的微带结构，最后给出了几个数值结果     

蘑菇型EBG微带天线电磁辐射特性分析

利用矩量法对探针馈电的蘑菇型EBG微带天线的电磁辐射特性进行了分析。首先建立了天线模型,采用细导线的带模型将馈电探针和EBG短路过孔等效为细带,并与EBG金属表面和微带贴片一样均采用平面三角面元剖分,RWG基函数作为电流展开函数,将线面连接问题转化为面面连接问题。然后给出了采用空域矩量法对天线辐射特性进行分析的全过程,并介绍了激励源的添加模型。最后对蘑菇型EBG微带天线的回路损耗、输入阻抗和方向图等特性进行了分析计算,相关结果与FEKO和文献吻合良好,验证了本文方法的正确性。     

电磁散射与辐射问题中的混合基函数矩量法

三维散射与辐射问题通常采用电场积分方程(EFIE)结合矩量法(MoM)求解，而基函数是决定矩量法精度和效率的重要因素。本文针对采用三角形网格剖分会引起未知元过多而采用四边形网格剖分会因为网格质量变差而影响计算精度的问题，提出一种基于三角形与四边形混合网格的混合基函数，应用于散射体RCS和天线阻抗特性计算。结果表明，相比于三角形剖分，混合基函数能够在减少未知元个数的同时获得较高的精度；另外也解决了基于单纯四边形网格的基函数在网格质量较差的情况下不能准确模拟表面电荷的问题。     

MLFMA分析复杂载体平台上天线问题

该文分析了导体介质复合结构平台上线天线的辐射问题。利用等效原理建立EFIE-PMCHW表面积分方程组,定义线、面和连接基函数描述复杂结构上电流分布,分析了导体介质分界面处基函数的处理：利用多层快速多极子方法（MLFMA）21速迭代求解过程中的矩阵矢量相乘运算,并用于有耗媒质求解。MLFMA的运用极大地提高了求解实际电大问题的能力。数值计算结果验证了方法的正确性和高效性。     

组合导体平台前线天线的混合MoM-PO分析

运用混合矩量法-物理光学法分析了组合导体平台附近线天线的电磁辐射特性,对线天线采用窄带结构建模,计算时整个区域都选用RWG基函数,避免选用其他形式的基函数,从而简化计算,并推导出计算公式。利用该方法计算了几种导体平台前线天线的辐射特性,通过和MoM、FEKO计算结果的对比,数值结果验证了混合方法的可行性与有效性。     

MLFMA分析复杂载体平台上天线问题

该文分析了导体介质复合结构平台上线天线的辐射问题。利用等效原理建立EFIE-PMCHW表面积分方程组,定义线、面和连接基函数描述复杂结构上电流分布,分析了导体介质分界面处基函数的处理;利用多层快速多极子方法(MLFMA)加速迭代求解过程中的矩阵矢量相乘运算,并用于有耗媒质求解。MLFMA的运用极大地提高了求解实际电大问题的能力。数值计算结果验证了方法的正确性和高效性。     

Modification and Control of Currents on Electrically Large Wire Structures Using Composite Dielectric Bead Elements

Increasing the number of antennas for wireless communications, while concealing them within their environment, is an area of great importance as demand for wireless devices increases. One method to achieve this goal is to use the existing conducting objects in an environment as antennas. This requires altering the natural current distribution on conducting objects such that optimal radiation properties can be obtained. In this paper, a composite dielectric bead element is introduced for this purpose on electrically large wire structures. The operation of the bead element is described using transmission line theory, and a wire model of the element is given. Using the wire model, the loading for several electrically large wire structures is designed such that they resonate and radiate similarly to a half-wavelength dipole     

有限导体地面上的圆锥单极子天线

本文利用矩量法分析任意形状导体地面上的线栅型圆锥单极子天线.文中对面结构选用三角形面元矢量基函数,对细线结构选用三角基函数,对线面结合处采用一种特殊的基函数,将导体地面和天线作为整体进行分析,大大提高了分析计算的精度.最后,以圆形和方形地面为例,分析了一副400MHz~2100MHz的圆锥单极子天线,其数值计算结果与实验结果吻合良好,表明了有限地面对天线阻抗匹配的重要性和本文方法的有效性.     

带金属盒的月球射电仪天线特性研究

选择RWG和Costa基函数用矩量法分析了线面结合的天线问题,计算了月球射电仪典型天线的输入阻抗和方向图.给出了单极和双极天线的典型结果,得到了金属盒大小对结果的影响关系.对于双极天线还对比了中馈和边馈两种方式的结果.在计算中,使用了9点高斯积分法处理奇异积分,得到了较好的效果.     

Frequency-selective screens and radiating and guiding structures based on anisotropically conducting surfaces

Three types of elements with an anisotropically conducting surface—a strip, a cylinder, and a sphere—that are of interest for certain applications are considered. It is shown that these electrodynamic objects exhibit resonance properties even when their dimensions are small compared to the wavelength and that resonances occur in both 2D and 3D diffraction problems. It is found that the presence of low-frequency resonances provides for a wide variety of electrodynamic properties of the objects under study and of gratings formed from such elements. Examples of implemented waveguides, waveguide mode converters, frequency-selective circular-polarization antennas, and polarization transducers are presented.     

精确分析任意导体地面上的套筒单极子天线

利用矩量法分析任意形状导体地面上的套筒单极子天线.对面结构选用三角形面元矢量基函数,对细线结构选用三角基函数,对线面结合处采用一种特殊的基函数,将导体地面和天线作为整体进行分析,大大提高了分析计算的精度.分别分析了两付位于圆形和方形地面上的实用套筒天线,其数值计算结果与实验结果或软件模拟结果吻合良好,表明了该方法的有效性.     

Simple and Accurate Analytical Model of Planar Grids and High-Impedance Surfaces Comprising Metal Strips or Patches

Simple analytical formulas are introduced for the grid impedance of electrically dense arrays of square patches and for the surface impedance of high-impedance surfaces based on the dense arrays of metal strips or square patches over ground planes. Emphasis is on the oblique-incidence excitation. The approach is based on the known analytical models for strip grids combined with the approximate Babinet principle for planar grids located at a dielectric interface. Analytical expressions for the surface impedance and reflection coefficient resulting from our analysis are thoroughly verified by full-wave simulations and compared with available data in open literature for particular cases. The results can be used in the design of various antennas and microwave or millimeter wave devices which use artificial impedance surfaces and artificial magnetic conductors (reflect-array antennas, tunable phase shifters, etc.), as well as for the derivation of accurate higher-order impedance boundary conditions for artificial (high-) impedance surfaces. As an example, the propagation properties of surface waves along the high-impedance surfaces are studied.