FDTD-TDEEC混合法计算抛物面天线远区辐射场

应用时域有限差分-时域等效边缘电流(FDTD-TDEEC)混合法计算脉冲辐照情况下大口径抛物面天线的远区辐射场,先使用FDTD方法计算抛物面天线馈源的近场,再根据基尔霍夫面积分表达式(KSIR),求出表面上任意点的场对抛物面天线口径边缘上场的贡献,并将此贡献看作是入射脉冲,使用TD-EEC方法计算抛物面天线的远区辐射场。给出馈源为偶极子的算例,所得计算结果与EEC方法的结果符合较好。数值计算表明,抛物面口径边缘的绕射对抛物面方向图的副瓣有一定影响。该方法具有通用性,可有效分析其它类型馈源的各种电大尺寸的单反射面天线的远区辐射场,包括馈源偏焦的情况。

2.5维模拟中时域有限差分近-远场变换方法

为进行从高功率微波源到天线辐射整个系统的2.5维模拟,在近场模拟的基础上对2.5维模拟中时域有限差分(FDTD)的近-远场变换方法进行了研究。先将2.5维近场模拟区的输出边界绕对称轴旋转一周,得到封闭的3维圆柱面;然后根据等效原理由该封闭面上的FDTD近场求得等效电磁流;再根据自由空间中电流及磁流的时域辐射场公式计算出电磁流的远区辐射场。给出了2.5维模拟中TM01模式及TE01模式激励下圆锥喇叭远区辐射算例,所得计算结果与3维全电磁模拟软件CST的计算结果符合较好。

物理光学法分析反射面天线辐射场

利用物理光学方法分析天线的远区辐射场具有计算速度快和内存需求少的特点,目前已被广泛应用于反射面天线的远区辐射场计算中。推导了利用斯特拉顿-朱兰成远场积分方程计算天线远区电场的表达式,计算了某一偏馈反射面天线的方向性,与文献中已有结果比较表明,方向图结果是正确的。馈源的方向图模型设置为余弦函数的q次方,利用增益公式近似推导了天线的增益,将这一计算方法应用于赋形反射面天线的远场分析中,通过对比反射面天线赋形前后波束扫描过程中不同扫描角度处的方向图,验证了赋形设计对于提高天线增益平坦度的有效性。

任意锥角有限长双锥天线电磁特性的仿真研究

运用基于有限元法的HFSS电磁场仿真技术 ,对任意锥角有限长的双锥天线的电磁特性进行数值研究 ,得到了包括对称双锥、不对称双锥、盘锥等不同类型锥体天线的阻抗特性和远区场辐射特性 ,特别是宽锥角下的宽频带特性等。计算结果与实验值及其它理论数据较好地吻合 。

从惠更斯元积分到平面波谱积分

高频波场积分表示中,常用波源积分及波谱积分两类形式。前者基于惠更斯原理,其数学形式为基尔霍夫公式(或矢量形式Stratton—chu公式)。后者则将空间中的电磁波场展开为正交坐标系下波动方程本征解的迭加,在源分布表面上加以匹配,进而确定本征谱并以积分(或球面波展开下的求和)形式表示空间场。在考察口径平面的辐射问题中。

任意锥角盘锥天线的研究

运用CST电磁场仿真技术,对四种不同角度盘锥天线的电磁特性进行了数值研究。得到了四种不同角度的盘锥天线的阻抗特性和远区场辐射特性。计算结果和实验结果有较好的吻合,得出盘锥天线的各种参数随锥角变化的关系。为设计盘锥天线者提供可靠的依据。