基于细导线FDTD舰船多天线电磁兼容分析

摘要

本文的主要目的是分析舰船多天线系统的电磁兼容性，采用的是电磁计算方法中使用较多的一种瞬态时域方法-时域有限差分法。传统的时域有限差分法在进行船体和天线建模的时候，由于模型比例悬殊，会造成一些影响计算精度或者需要极大地计算量的情况，于是本文在使用时域有限差分法的时候，引入了细导线方法。细导线方法是给出了计算较大模型时，在模型尺寸和天线半径比例很大的时候，如何通过Yee网格的设置，来减少软件的计算量，同时不影响天线计算的精度。现阶段，随着电子战的应用范围越来越广，对于舰船通信系统，各种电子装备之间的互相干扰也越来越多发。对于这种大型的天线平台，由于建模的时候需要考虑的因素很多，使用细导线方法能很方便的建模和简化计算。
　　本文首先介绍了传统Finite difference time domain(FDTD)方法的迭代公式和边界参数的设置，然后详细介绍了关于各种天线布置的天线阻抗计算，接着阐述了细导线方法及细导线方法的一些改进措施，激励源的改进，细线模型的改进，然后给出了基于细导线方法和Uniaxial medium perfectly matched layer(UPML)吸收边界的FDTD程序设计思路，论述了C++编写的cabelsfdtd程序并结合算例验证程序的正确性。最后，分别对船体和天线进行建模，根据舰船天线使用的实际情况，计算了同一激励源下舰船各天线之间耦合的特性，根据计算结果的曲线图对比，最终得出舰船多天线系统的电磁兼容分析结论。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2 时域有限差分法的概述

1.3国内外研究动态

1.4 研究的内容

第二章 时域有限差分方法基本理论

2.1 FDTD迭代方程

2.2 FDTD迭代过程参数设置

2.3 吸收边界条件

第三章 天线阻抗理论

3.1半波长天线的73Ω辐射电阻

3.2非电流最大点的辐射电阻

3.3细线天线的自阻抗

3.4两平行天线的互阻抗

3.5边靠边平行天线的互阻抗

3.6平行共线天线的互阻抗

第四章 基于细导线方法的FDTD程序编写

4.1细导线方法

4.2馈电方法及进展

4.3程序设计

4.4程序正确性验证

第五章 舰船多天线系统仿真

5.1 仿真建模

5.2舰船多天线系统互耦仿真

5.3仿真结果分析

第六章 总结与展望

致谢

参考文献