基于球面波展开的天线间隔离度计算

论文摘要

随着无线通信的飞速发展,为了达到更快的传输速率、更大的信道容量、或者满足不同频段的传输要求,在同一平台上搭载的天线越来越多。此时,天线间通过空间耦合产生的干扰将会使得各系统的性能降级,甚至无法正常工作。本文用互阻抗来描述天线间的互耦,并使用矢量球谐变换方法准确的计算了互阻抗的大小,主要研究内容如下:1.提出了一种超高阶球谐变换算法。该方法通过一种归一化策略来计算超高阶的连带勒让德多项式,解决了连带勒让德多项式的数值溢出问题,并使用快速傅里叶变换进行加速,可以高效率的进行电大尺寸天线的近远场变换。2.提出了一种快速算法,根据互易定理通过两天线的近区电场和磁场的反应积分得到互阻抗。首先通过测量或者仿真方法得到每副天线附近一个包围球面上的切向电场,然后利用球谐变换方法得到每副天线的球谐波系数。再通过插值方法得到第一副天线在包围第二副天线的球面上的电场和磁场。最后计算反应积分得到互阻抗。该方法比现有的互阻抗快速算法更加精确。因为后者采用平面波展开来分析天线的近场,忽略了近区的凋落波,使得反应积分的结果不准确。如果使用计算电磁学方法(如矩量法)优化两天线之间的互阻抗,其计算量往往极其巨大。而本文方法只需要对每一副天线进行一次测量或者仿真,此后完全通过快速方法分析两天线在任意相对位置或者相对角度时的互阻抗。因此本文方法具有良好的工程应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号对照表
• 缩略语对照表
• 第一章 绪论
•   1.1 选题缘由和意义
•   1.2 互阻抗计算算法研究
•   1.3 本文的研究内容
•   1.4 本文内容结构安排
• 第二章 基本理论
•   2.1 球波导理论
•   2.2 球面波函数的正交性
•   2.3 低阶球面波展开
•   2.4 超高阶球面波展开
•     2.4.1 防止连带勒让德函数溢出的算法
•     2.4.2 连带勒让德多项式的快速算法
•     2.4.3 计算效率
•     2.4.4 洛伦兹互易定理
•   2.5 本章小结
• 第三章 基于远场方向图的积分
•   3.1 耦合积分
•   3.2 对称振子互耦计算
•   3.3 网络参数的转化
•   3.4 本章小结
• 第四章 基于球面波展开系数的积分
•   4.1 理论公式
•   4.2 计算难点
•   4.3 本章小结
• 第五章 基于近场场值的积分
•   5.1 包围天线2的积分球面上电磁场的计算
•   5.2 互阻抗积分
•   5.3 插值算法
•   5.4 计算实例
•     5.4.1 对称振子
•     5.4.2 螺旋天线
•     5.4.3 波导天线
•     5.4.4 天线阵
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与改进方向
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周虹光

导师: 袁浩波

关键词: 互阻抗,天线测量,球谐变换,互易定理

来源: 西安电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 西安电子科技大学

分类号: TN820;O441

DOI: 10.27389/d.cnki.gxadu.2019.002202

总页数: 78

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