车载多天线系统的fdtd方法研究

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1、摘要本文采用时域有限差分方法(FDTD)对车载多天线系统进行电磁兼容特性分析。时域有限差分法作为一种瞬态时域方法，它直接从麦克斯韦方程出发，能充分形象地模拟电磁波的传播过程，且在脉冲激励下，仪需一次汁算便可得到宽频带的频域信息。另外，可方便用来处理复杂介质和形状目标的电磁问题，计算程序有很强的通用性。基于上述特点，本文将其用于车载多天线系统的模拟仿真，并根据计算结果实现电磁兼容预测分析。首先简单介绍了FDTD的基木原理、差分格式以及相关理论。主要有：数值理论、吸收边界和激励源技术等。然后建立了基于FDTD的车载多天线系统分析模型，包含基于面元模型

2、的车体网格划分和基于细导线FDTD的天线建模技术。结合上述理论，本文重点叙述了FDTD的近远场外推方法，建立了对天线进行樱合分析和辐射分析的理论模型，实现了车载多天线的特’眭分析。另外，本义还对传统FDTD进行详细总结，并简单介绍了改进后的新算法——基于交替方向隐式技术的FDTD方法(ADI．FDTD)的基本实现原理。最后，洋细阐述了软件设计的基本思想、总体思路和核心算法的具体实现，并给出了具体实例验证。关键词：电磁兼容时域有限差分法天线干扰耦合AbstractInthisthesis．theEMCcharacteristicofmulti-an

3、tennasonavehicularplatformiSanalyzedusingthefinite-differencelime—domain(FDTD)method。FDTDisakindoftransienttimedomainmethod，whichisderiveddirectlyfromthedifferentialformofMaxwell’Sequationsinthetimedomain．FDTDcansimulatethepropagationprocessingofelectromagneticwaveveryclearly

4、．Iftheexcitationisapulsesource，theresponseinfrequencydomaincanbeobtainedoverawidebandwidthwithoneFDTDcalculation．Moreover,FDTDcanbeconvenientlyusedtodealwiththeproblemofcomplicateshapeincomplicatemedium．TheprocedureofFDTDmethodisveryuniversalandcanbewidelyappliedindifferentki

5、ndsofsystem．So，itisappliedinthesimulationofvehicularcommunicationmulti-antennasysteminthispaper．TheEMCpredictionisachievedsuccessfullyaccordingthecalculationresults．Firstly，thebasicprinciple，thedifferentialformofFDTDandotherrelativetheoriesareproposed．Themaincontentincludesnu

6、mericalmodelingtheories，absorbingboundaryconditionandthetechnologyofexcitation，etc．Secondly,thecalculationandanalysismodelofvehicularcommunicationmulti—antennasystemisbuilt．Theestablishmentofmodeliscomposedoftwoaspects：meshingofthevehicularandmodelofantennas．Theformeroneisbas

7、edonthepatchandthelatteroneisFDTDtechnologyofthinwire．Combinedallthesetheoriespresentedabove，aFDTDnear-zonetofar-zonetransformationisdescribedindetail．Theanalysismodelofantenna’Scouplingandradiationcharacteristicareestablishedinthepaper．And，theEMCcharacteristicanalysisofanten

8、nasonvehicularplatformisachieved．Moreover,thesummaryfortheadvantagea