基于fdtd算法的移动通信天线设计---学位论文.doc

基于FDTD算法的移动通信天线设计学校代码：10255学号：2111033基于FDTD算法的移动通信天线设计DesignofMobileCommunicationAntennaUsingFDTD学科专业：信息与通信工程论文作者：王卉指导老师：单志勇副教授二零一四年十一月东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日基于FDTD算法的移动通信天线设计摘要本文针对当今内置手机天线设计难点和热点，设计了一种兼具有宽带和小型化特性的平面单极子天线，在实现小型化同时，扩展天线工作带宽。该天线采取了顶部加载金属圆盘和对寄生贴片开槽等措施，分析了槽的宽度、加载圆盘、套筒和介质矩形尺寸等参数对天线性能的影响，并采用电压源馈电以及高斯脉冲提供能量，设计并制作了一种实现移动通信频带的平面单极子天线，该天线可作为手机内部的移动通信天线使用，工作在824~960MHz和1.71~1.88GHz的宽频段上。本文利用FDTD算法对天线设计进行分析，由于仿真程序将直接影响到天线仿真设计的准确性和效率，本文使用MATLAB进行可视化分析，并把结果与HFSS仿真结果相比较，进一步优化了频带带宽，立体地解释三维输出模型。计算机仿真结果证明了用FDTD算法计算单极子天线的有效性和优越性，将FDTD应用于天线的研究将成为一个天线设计重要的研究方向。关键词：平面单极子，时域有限差分法，HFSS仿真，MATLAB仿真，优化设计DesignofMobileCommunicationAntennaUsingFDTDABSTRACTInthispaper,thefinitedifferencetime-domain(FDTD)methodisusedformobilecommunicationantennaresearchanddesignwork.Inrecentyears,withthedevelopmentandmaturityofmobilecommunicationsandDCS/GSMsystem,researchandApplicationofplanarmonopoleantennahasbeenreceivingmoreandmoreattention.Thethirdgenerationmobilecommunicationsystemisproposedtakingintoaccountthewide-band,miniaturization,radiationefficiencyrequirementsofantennas.Firstly,fundamentalPrincipleofFDTDandbasicknowledgeofMobileCommunicationAntennadesignareintroducedinthispaper,thendiscussesdescribedantennaparametersoftheFDTDmethod.Secondly,paperintroducedHFSSelectromagneticsimulationsoftware,presentsthebasicknowledgeanddesignprocessofHFSS.Onthebasis,thispaperpresentsresearchanddesignworkofplanarmonopoleantenna.Sincethemonopoleantennahastheadvantageofomni-directionalradiation,cheap,lightweightandwidebandwidth,ithasbeenappliedtothecellphoneantenna.Traditionalmonopoleantennatherehasdisadvantageofnarrowbandwidthandlowerfrequenciesinphysical