基于FDTD的车载多天线特性分析

论文摘要

本文采用时域有限差分方法对车载多天线的电磁兼容特性作分析研究。FDTD是直接对麦克斯韦方程差分得到的,能较好地模拟电磁波的传播过程。利用脉冲激励,一次FDTD计算能得到宽频带的频域响应。作为一种全波方法,对于多个源或端口问题的分析有很高的效率。FDTD程序的通用性较好,对不同的计算目标,程序改动比较方便,且复杂目标的几何建模、不同材料物体的数值模拟易于实现,比较适合用于该课题的研究。本文的主要工作是用时域有限差分法对车载多天线系统电磁兼容特性计算分析,并根据计算结果对车载多天线系统电磁兼容性进行了预测分析。首先详细研究了金属导体上线天线近场FDTD算法实现,内容包括:细天线的FDTD方法;激励源设置方法; PML吸收边界的吸收效率;天线间耦合度计算及其验证等。其次,通过计算对车载多天线的一些主要特性及其影响因素进行了比较详细的量化分析,得出了一些很有用的结论。最后,介绍了利用面向对象设计思想开发的“车载系统电磁兼容分析”软件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 理论方法及国内外动态
• 1.2.1 电磁计算的一些主要方法
• 1.2.2 国内外相关研究的动态
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第二章 时域有限差分法原理
• 2.1 麦克斯韦方程及其 FDTD 形式
• 2.2 解的稳定性及数值色散
• 2.3 激励源
• 2.4 PML 吸收边界条件
• 2.5 本章小结
• 第三章 金属导体上线天线 FDTD 分析模型
• 3.1 金属导体上线天线 FDTD 建模
• 3.2 线天线电流计算方法
• 3.2.1 线天线激励源的设置
• 3.2.2 数值验证
• 3.3 完全匹配层吸收效果检验
• 3.4 本章小结
• 第四章 车载多天线特性分析
• 4.1 车体 FDTD 模型
• 4.2 车载天线辐射特性
• 4.3 车载天线互耦特性分析
• 4.3.1 车载天线耦合度算法
• 4.3.2 耦合度仿真算例
• 4.4 本章小结
• 第五章 车载多天线系统电磁兼容预测分析的软件实现
• 5.1 软件设计
• 5.1.1 面向对象设计
• 5.1.2 软件的总体设计
• 5.2 软件具体实现
• 5.2.1 软件界面设计
• 5.2.2 核心计算模块设计
• 5.3 本章小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果