[FDTD]应用FDTD方法研究超宽带平面单极子天线

摘要：本文提出了一种新型超宽频带单极子天线，利用时域有限差分算法（FDTD）编程对其进行了仿真，给出了其时域和频域的仿真结果。该天线具有超宽频带（1.3GHz~11.6 GHz），其绝对阻抗带宽达到了8.92:1，且结构简单、馈电方便、低交叉极化。 jf&B5>-x  
关键词：时域有限差分方法 超宽带    低交叉极化 平面单极子天线 !dnCrR  
引言 Yc~(Wue  
超宽带(UWB)技术作为一种无线通信技术,在高分辨率超宽带雷达,探地雷达,精确定位系统等方面已有广泛的应用[1],近一段时期以来,该技术在短距离室内高速无线通信方面的应用受到了人们的关注。按照FCC的规定,将3.1GHz~10.6GHz之间7.5GHz的频段分配给超宽带无线通信业务使用。而UWB天线的设计与研究则是超宽带通信的关键技术之一。因此近年来这一类天线的研究一直是天线与电波传播领域的一大热点。由于使用场合的限制,UWB天线应当具有尺寸小,成本低,易于加工集成的特性[2]。由于天线的发射信号是纳秒级的脉冲信号,所以在电气指标上不仅需要满足输入端反射特性、辐射方向性图、增益等频域指标,还需要满足时域脉冲形状的保真度要求。从结构上看,这类天线多采用平面单极子天线,如圆形、椭圆形、多边形单极子等[2]。为展宽频带还可通过加短路点,采用斜劈结构等措施。 eS#kDa/ %  
FDTD作为一种研究方法有许多优点，如通过一次时域计算即可得到天线参量的宽频带信息，因此，本文在研究文献[3]所介绍的超宽频带方形平面单极子天线的基础上，提出了一种新型的超宽频带平面单极子天线，该天线的辐射单元为正方形金属板切去两个角，采用一种三叉戟式形状的带状馈线馈电。并在此基础上采用FDTD算法对其进行了仿真。 mm}y/dO~}  
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结论 v.iHgh  
利用FDTD模拟平面单极子天线的电磁结构是一种较好的方法，它可以模拟较为复杂的各种馈线的电磁结构，相对于其它数值方法，有着明显的优越性。本文提出了一种新型超宽频带平面单极子天线，并使用C++语言进行FDTD编程对其进行了仿真，仿真结果显示该天线具有良好的低交叉极化特性和超宽带特性。 aa|u*afWQ  
参考文献： )/HbmtXqI  
[1] 程 勇等. 一种小型平面超宽带天线的设计与研究. 电 波 科 学 学 报，2006年21卷4期. +cH,2^&
 
[2] Kin-lu Wong. Planar Antennas for wireless Communications [A].New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2003 5OEo(&  
[3] Kin-Lu Wong,. Ultrawide-Band Square Planar Metal-Plate Monopole Antenna With a Trident-Shaped F .. zT<fTFJ1  
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