减缩旋转体时域有限差分法

减缩时域有限差分法(R-FDTD)和旋转体时域有限差分法(BOR-FDTD)是两种高效节约存储量的算法。本文提出了减缩旋转体时域有限差分法(R-BOR-FDTD)的基本原理,实现了两种算法的结合,进一步大幅度地节约了存储空间。数值实验证实了该方法的有效性。

大张角波纹喇叭的优化设计

针对平方公里阵(Square Kilometre Array,SKA)天线对高灵敏度的需求,利用基于旋转体时域有限差分法(BOR-FDTD)和自适应协方差矩阵进化策略(CMA-ES)的波纹喇叭优化设计技术,提出了以灵敏度为目标的大张角波纹喇叭优化设计方法。分别以天线口径效率和灵敏度为优化目标对工作于4.6~8.51 GHz的大张角波纹喇叭进行优化设计。计算结果表明,以灵敏度为优化目标所设计的波纹喇叭综合性能更优,其交叉极化和反射损耗均优于-20 d B,用于SKA天线的口径效率在85.1%以上,灵敏度优于7.68 m^2/K。

旋转体时域有限差分法的另一推导方法和单向波方程吸收边界条件

提出了旋转体时域有限差分法的另一推导方法.基于这一方法,推导了旋转体电磁波的波动方程,进一步得出了旋转体时域有限差分法的单向波方程吸收边界条件.数值实验证实了该吸收边界条件的正确性.

纵向槽和径向槽组合波纹喇叭馈源的优化设计

研究了纵向槽和径向槽组合的波纹喇叭馈源的优化设计方法.基于旋转体时域有限差分算法分析波纹喇叭的性能,结合协方差矩阵自适应进化策略,以天线口径效率为目标,优化设计了一款Ku频段波纹喇叭馈源,并加工和测试了馈源样机.计算与实测结果表明,在10.7～12.75GHz频带内,该喇叭具有良好的阻抗匹配和辐射特性,应用于标准卡塞格仑天线时,天线口径效率优于78%,验证了这种优化设计方法的有效性.

基于CMA-ES优化方法的波纹喇叭优化技术

介绍了旋转体时域有限差分法(BOR-FDTD),导出了电磁场迭代计算公式。给出了自适应协方差矩阵进化策略(CMA-ES)的基本原理和步骤。提出了一种基于BOR-FDTD和CMA-ES的波纹喇叭优化设计技术,并将该项技术用于平方公里阵(Square Kilometre Array,SKA)望远镜天线Band 4(2.8~5.18 GHz)波纹喇叭馈源的优化设计。计算结果表明,该馈源在工作频带内反射损耗基本在-20 d B以下,天线口径效率均优于86.5%,且口径效率随频率的变化较小。