套筒天线的电磁特性分析

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1、--摘要在现代化通信和遥感系统中，套筒天线因其频带宽、高增益、结构简单、馈电容易、方位面全向、纵向尺寸小等优点，得到了较为广泛的应用。套筒天线的理论研究日益受到人们的重视，本文对安装在有限圆盘的套筒天线进行了分析。本文首先介绍了电磁辐射理论，接着详细介绍了计算电磁辐射的一种重要方法—矩量法，然后对套筒天线原型—单极子天线进行研究，着重介绍了将基于频域的矩量法应用于套筒天线，计算出电流数据。并在基于有限元法的商业软件HFSS内建立套筒模型，设计了一款驻波比小于2、频率范围在100MHz到250MHz的天线。对比两种方法计算结果，其结果大致吻合，由此得到套筒天线

2、的增益方向图，通过此方向图可以计算天线的各项指标。关键词：矩量法套筒天线HFSSIV--AbstractInmoderncommunicationandremotesensingsystem,thesleeveantennahasbeenwidelyusedbecauseofitsadvantagessuchasfrequencybandwidth,highgain,simplestructure,easyfeeding,omniazimuthandsmalllongitudinalsize.Thetheoreticalresearchofthesleeve

3、antennahasbeenpaidmoreandmoreattention,andtheanalysisofthesleeveantennainstalledonthefinitediskismade.Thispaperfirstintroducesthetheoryofelectromagneticradiation,andthenintroducesindetailanimportantmethodofcalculatingelectromagneticradiation-momentmethod,andthenthesleeveantennaprot

4、otype-monopoleantennaresearch,focusingontheapplicationofthefrequency-domainmethodbasedontherectangularantenna,thecalculationofcurrentdata.Inthispaper,asleevemodelisbuiltinthecommercialsoftwareHFSSbasedonthefiniteelementmethod,andaantennaswithastandingwaveratiooflessthan2andafrequen

5、cyrangeof100MHzto250MHzareIV--designed.Bycomparingtheresultsofthetwomethods,thegaindirectionofthesleeveantennaisobtained,andtheparametersoftheantennacanbecalculatedbythisdirectionmap.keywords：theMethodofMomentsSleeveantennaHFSS.目录第一章绪论1第二章电磁辐射理论基础32.1电磁场的基本方程——麦克斯韦方程组32.2位函数42.3格林函

6、数42.4电磁辐射理论5IV--2.5唯一性定理和镜像原理62.5.1唯一性定理62.5.2镜像定理62.6天线的基本概念6第三章矩量法103.1概述103.2矩量法的步骤103.3矩量法的数学基础--加权余量法103.4基函数的选取113.5权函数的选取123.5矩量法的误差分析和发展13第四章对单极子天线的研究154.1单极子天线的数学模型和波克林顿积分方程154.1.1矢势方程154.1.2任意形状截面柱形天线的波克林顿积分方程164.1.3单极子天线波克林顿积分方程及其近似解174.2计算仿真及结果194.3结论20第五章套筒天线的研究215.1套筒

7、天线的理论分析215.2通过matlab计算电流参数235.3使用HFSS进行验证25结束语28谢词29参考文献30附件31IV--第一章绪论随着现代通信技术的迅猛发展,无线通讯越来越广泛,越来越多地应用于国防建设、经济建设以及人民生活等领域。在无线通信系统中,需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波,或者将无线电波转变为导波能量。用来辐射或接收无线电波的装置称为天线。天线在无线通讯中有着极其重要的作用,它的性能的好坏直接影响到通讯质量的优劣。因此,对天线辐射特性的研究有着极其重要的作用。天线的求解问题经常使用几种技术，通常来说这些技术可以分为实验、解析和数

8、值三大类。实验类方法通常是昂贵、费事、甚至是危险的。