论文部分内容阅读
时域有限差分(FDTD)法是电磁场数值计算中应用广泛的一种时域分析方法。该方法具有与求解问题特征无关的特性,通用性强并且适于并行计算,适合于天线等电大尺寸问题的求解。
本文的主要工作是运用FDTD方法对VHF探地合成孔径雷达天线,即七元八木天线进行分析和设计。VHF探地合成雷达利用VHF频段较低频率的电磁波的穿透性来探测地表下的目标。本文在对FDTD方法的基本理论进行研究的基础上,重点研究运用FDTD方法研究天线问题时所面临的两个重要问题:数值吸收边界和近场-远场变换。吸收边界研究主要针对PML(Perfect Matched Layer)这种最先进的吸收边界进行,并编程实现。在近场-远场变换方法研究中,在对时域近场波形分析的基础上,提出一种改进的时域近远场变换算法——基于空-时域抽样的时域近远场变换方法。该方法可以极大地降低数据存储量,大幅度提高计算效率。为验证本文方法的正确性,本文还利用基于矩量法的商业软件-NEC对同一天线进行的计算分析,其结果与本文的结果吻合得很好。
最后,文中还对天线时域仿真所涉及的细导线模型、输入阻抗计算等问题进行了分析和讨论。