半波振子天线矩量法的研究new

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1、万方数据网络与通信中文核心期刊《微计算机信息》(管控一体化)2006年第22卷第12·3期文章编号：1008—0570(2006)12—3—0166—02半波振子天线矩量法的研究Researchofmomentmethodsonthehalf-wavedipoleantenna(攀枝花学院)伍刚WUGANG摘要：矩量法是将连续方程离散为代数方程组的方法，此法对于求解微分方程和积分方程均适用，本文以半波振子天线为例，系统的阐述了半波振子天线的海伦积分方程的建立，利用矩量法求解海伦积分方程而得半波振子天线上的电流分布，已知电流分布求解半波振子天线在远区的电场表达式和方向图。关键词：半波

2、振子天线；海伦积分方程；矩量法中图分类号：TN92文献标识码：AAbstract：Momentmethodsisawayofseparatingcontinuityequationfromalgebraequationgroups，itcallbeappliedtothesolutionofbothdifferentialequationandtheintegralequation，thispapertakesthehalf-wavedipoleantennaastheexampletOexpatiatesys·tematicallytheconstructionofHalleni

3、ntegralequationbasedonhalf—wavedipoleantenna，HallenintegralequationissolvedbyUS—ingtllemomentmetllodstogainthecurrentdistributionofthehalf—wavedipoleantenna．theexpressionanddirectionaldiagramoffarfieldofhalf-wavediopleantennaissolvedbyknowingcurrentdistribution．keywords：Half-wavediopleantenna，

4、Helenintegralequation,momentmethods1引言天线是用来辐射和接收电磁波的一种装置，按其结构分为两大类：一类是由导线或金属棒构成的线天线，主要是用于长波、短波、超短波；另一类是由金属面或介质面构成的面天线。主要是用于微波波段，对于天线的求解方法有三种：一种为求解满足边界条件下的麦克斯韦方程组。这种方法称为精确求解的解析方法，第二种方法是近似法(准解析法)：它主要有逐步逼近法、微扰法、变分法和迭代法，它所得结果一般表示为级数解，常用于严格解析法不能解决的问题；第三种方法是数值方法，将微分方程化为差分方程，或将积分方程化为有限求和，从而建立代数方程组，也可

5、以将微分方程或积分方程用矩量求解．而矩量法是一种误差最小的方法。它具有广泛的应用，为此本文以半波振子天线为对象，讨论其矩量求解过程。图1伍刚：硕士副教授国家自然科学基金(编号：60571064)2半波振子天线的矩量法求解2．1半波振子天线的假设如图(一)为2l=詈的半波振子天线，假设：(1)、电流沿导线轴流动，体电流密度．i可以用线电流I来近似，体电荷密度P用线电荷密度盯近似；(2)、忽略天线端面的周向电流I中和I。径向电流；(3)、天线上电流仅为长度变量z’的函数，即I=I(z’)，与p、巾无关。2．2半波振子天线上的待求电流按基函数展开当半波振子天线上在加上馈电信号V时，或在接

6、收电场E作用时，其上将产生电流，其电流分布按基函数展开，而其基函数的选择常有两种方式，第一种方式选用脉冲函数作为基函数去逼近天线上的电流I(Z，)，其具体的N表达式为：令北，)_怯0；淼，l，‘1工Ll‘7I’则有，(z’)=艺％工，其中N是△z的单元数。第二种方式选用正弦函数作为基函数，其具体的表达式为：五(z)=血曙(z—z)】，电流表达式：地7)=羔％sin[等(z—z)】，采用正弦函数作为基函数与实际电流的分布比较接近，可以较快的求得结果，为此在这里我们采用正弦函数作为基函数进行计算。2．3半波振子天线积分方程的建立通过以上假设可以知道．半波振子天线的矢量磁位A只有乏分量，

7、所以A=如才，而A：(p，z)：兰h(z，)G(z’zwz7，其中一166—360元，年邮局订阅号：82．946万方数据I殛甄琵燹褥藏舞蘸蘸王瑟注

8、网络与通信∞，z，，=专孵为格桶则2等Eo=J'-／l掣⋯‘-j女r椭地利用公式fo=彘为波数，于是z分量的电场表达式为：脚芝=警+女2易求出半波振子天线的方向函数，利用F。=}”’JFmax由边界条件可知：吃·豆=-Ez(由边界条件可知，在就可求出半波振子天线归一化的方向函数的表达式，导体表面切向电场为零)，其中巨(z趵