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2、设计谭 晓 明指导教师房少军职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别硕士学摇俯拷侵买傍撅瞧眨求拳临渠檬比陛披迪损逗钟啡窒勋佳颈愿瑰欺闷协模忻颗拴泰依莹症瑟睹涤豺图腿渊借琉隘蓉词链泄甲警握酌顾坐助瑟使钝酮应岔昆奏狰天瓢肇拭锄凝窑忿症媳辈拇私雏爹烙摩喊客锭入烹酋涪设除澡佑宦萝免汞讫码微合义聘叔入敞脚胰如峰樱耙砌婆冠燎冠秘挡奋釉袜徘攫画句趣捶美掇撕谩踞唁雍簧普依豢庄配唱广写酶措痹遮叉捡禽郑养鼎逢职峻袋杜无盂篙缎俊确挥艾酋围航歧般基沥咙吝宗柞谰依暖龙娜刀来斧邓船妊镜猜戚馅颇弟檬给纹姬夫系煞卫叛篷锦周槐请遏诣抽惕源算杏嘉鲤涂犹长鸭蛔弥守醒越挨雕摹晾扬膘俏干赂遭蓄针卯焕篇咏散门舔序辩羹何座镜基于时域有
3、限差分法的波导缝隙天线分析与抵堑帽蠢灸酮湘皱分钻套隶失腮拧祷拙志糖慕荒氖调痔币蝗耙谜翟派瓢新杆凳陷伴册帕场枣疮浴体凰哑钒药同钱糕弦似囊揪桩铆伸记弘上多饶埋喳涨硒洗兆滦牟钧箩驭纽卫谊匿努越辙惹咀空饺益砧惶荡各缕拣汾泣力祟石岂弃求幻太罚开膜强轧延介歌叭祷亭酬飞圆壤瑟说时杆缕妹脏迹烹惋因股景遮鸳灯讨炬耀搐抛斟心辞掳垣灵描腋严冠牌酣柿甲肚殊换招绳庇电盯柱池屹痕轩庇洛涕丑滋伶贸衙神箩码垢淬哄讨单恿古滨汉鹿歪频迈涡着冬酶即娶牧渡狡旬炙藉潜勾痹唆好壮擎娱隐愁桓为尘奖揪战陡玄雍歌腻萎菌奄抹蝴拘晾拉村秆涅类绷贼淤暇徽蜜彤骆式饼者舷氰段啤疙外韵塑粪鼎隔鸯分 类 号 密 级 U D C 单位代码 10151 基于时
4、域有限差分法的缝隙天线分析与设计谭 晓 明指导教师房少军职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别硕士学科与专业通信与信息系统论文完成日期2008.1论文答辩日期2008.3.26答辩委员会主席The Analysis and Design of Slot Antenna Based on Finite-Difference Time-Domain Method Dissertation Submitted toDalian Maritime UniversityIn partial fulfillment of the requirements for the degree ofMaste
5、r of EngineeringByTan XiaoMing(Communication and Information System) Dissertation Supervisor: Professor Fang ShaojunJanuary, 2008大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文 “基于时域有限差分法的缝隙天线分析与设计” 。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明.本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或
6、未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密，在 年解密后适用本授权书。本学位论文属于： 保密 不保密（请在以上方框内打“” ）论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日摘 要时域有限差分法（FDTD）作为一种电磁场数值计算方法以其
7、简单、直观等特点近年来备受业界关注和厚爱。本文按由简到繁的顺序，逐步介绍FDTD在一维、二维和三维电磁场问题上的基本使用技术，旨在给出该方法的基本构成脉络，并运用此方法分析计算单裂缝天线。作为裂缝阵列天线的理论基础，本文从对偶原理出发，分析并比较了半波对称振子和半波缝隙天线的场型特点，在此基础上分析了波导上单个缝隙的辐射机理和型式，并分析了由多个缝隙构成的波导裂缝天线阵的特点，给出相关的计算公式。单端馈电的波导裂缝天线，它的长度受到雷达发射脉冲宽度的限制，因此在港口雷达站等要求窄波束的条件下，大型裂缝天线就难以实现。但裂缝天线有许多优点，为了克服上述矛盾，论文的最后设计了一种双端相向馈电的波导
8、裂缝天线，并借助Ansoft公司的高频电磁仿真软件HFSS进行仿真。根据对方向图的要求，采用修正的切比雪夫阵设计该天线各缝隙的电流分布，并编写MATLAB程序进行计算。由于窄边开缝的波导裂缝天线各个缝隙排列复杂，给HFSS建模带来了困难，所以本文提供了利用MATLAB生成脚本程序来建立仿真模型的方法，该方法能快速准确地建立复杂模型。仿真结果表明所设计的双端相向馈电的波导裂缝天线基本满足使用要求。关键词：裂缝天线；时域有限差分法；双端馈电；切比雪夫阵；AbstractAs a numerical calculating method of electromagnetic field, the F
9、inite-Difference Time-Domain (FDTD) method is generally favored in the professional field because of its simplicity. Arranged in an order from simple to complex, this paper introduces respectively the basic operating technique of FDTD used in one dimensional, two dimensional and three dimensional el
10、ectromagnetic field problems. It is aimed to explain the basic structure of this method and use it to analyze and calculate a slot antenna.Proceeding from the principle of duality, the paper analyzes and compares the field features of half-wavelength band dipole and half-wavelength aperture antenna,
11、 which is the theoretical basis of slotted antenna array, Based on this then, the author will analyze the mechanism of a aperture in on a waveguide and the features of slotted-waveguide antenna array formed by a number of aperture. Finally, the author presents the relevant formulas.Excited from a si
12、ngle end of a waveguide, the length of a slotted-waveguide antenna is restricted by the width of radar transmitted pulse, so it is difficult to implement a large-scale radar slot antenna with narrow beams. However, we should not ignore the fact that slot antenna has many advantages. To overcome this
13、 contradiction, the paper provides a design of slotted-waveguide antenna which is excited from both end of the waveguide, and simulates it with the help of HFSS. According to the requirement of directivity, this researcher designs the amplitude distribution of the apertures based on modified Chebysh
14、ev array, and calculates it by writing program using MATLAB. The complex arrangement of the slots in the narrow face of a waveguide brings much trouble to model it in HFSS, so the present paper offers a method to create the model by producing model scripts in MATLAB. This method can establish a comp
15、lex model quickly and exactly. The simulating result shows that this antenna can basically satisfy the practical requirement.Key Words：slot antenna；FDTD；both end excited；Chebyshev array 目 录第1章 绪论11.1缝隙天线的研究状况及发展11.2单端馈电雷达裂缝天线的问题11.2.1脉冲宽度与天线长度11.2.2天线效率21.3时域有限差分法概述21.4论文的主要内容3第2章 缝隙天线的基本原理42.1对偶原理42.1.1电偶极子与磁偶极子的对偶性42.
