一種高增益水平全向天線的設(shè)計(jì)及建筑物和地面對(duì)短波天線影響的分析.pdf

1、本文結(jié)合理論分析，利用時(shí)域有限差分(FiniteDifferenceTimeDomain，F(xiàn)DTD)算法，研究了有關(guān)天線的兩個(gè)方面的問題，一是設(shè)計(jì)和優(yōu)化了一種高增益全向通信天線；二是結(jié)合數(shù)值仿真，分析了高層建筑物和地面對(duì)短波天線的影響。首先，研究了目前高增益水平全向天線的設(shè)計(jì)形式和原理，針對(duì)同軸共線天線，具體分析了該天線的場(chǎng)分布，并結(jié)合FDTD數(shù)值仿真，探討了影響天線輻射特性的主要因素。為了提高同軸共線天線的增益，采取了一些措施：計(jì)算天

2、線單元的長(zhǎng)度，調(diào)整單元的間距，抑制雜波的產(chǎn)生，最終實(shí)現(xiàn)了天線的每一單元上電流分布相位相同，振幅相等，滿足在遠(yuǎn)場(chǎng)疊加場(chǎng)強(qiáng)最大的條件。為了提高天線的效率，降低介電損耗，天線的每個(gè)單元采用兩端為介質(zhì)，中間為空氣的同軸線結(jié)構(gòu)。利用時(shí)域有限差分算法及有限元算法(FiniteElementMethod)，對(duì)具體設(shè)計(jì)和優(yōu)化的同軸共線水平全向天線，進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，天線增益達(dá)到14dBi-15dBi之間，比原設(shè)計(jì)提高了2.5dBi左右，同時(shí)天線

3、的通信帶寬擴(kuò)展到5.6GHz-5.85GHz，比同類產(chǎn)品增加了1倍，基本上滿足了設(shè)計(jì)的要求。最后，研究了高層建筑物和不同電導(dǎo)率的地面對(duì)短波天線的影響，探討了地面等效為良導(dǎo)體的條件，以魚骨天線為實(shí)例，建立了魚骨天線、高層建筑物和不同地面的FDTD仿真模型，介紹了魚骨天線振子陣列等效為細(xì)導(dǎo)線的建模方法和有耗地面表面阻抗邊界條件，并進(jìn)行了數(shù)值仿真。然后根據(jù)仿真結(jié)果，分析了高層建筑物處于不同方位和不同距離時(shí)對(duì)短波天線輻射特性的影響，分析了不同電