基于有限元的螺旋天線設(shè)計(jì)方法

從以上的敘述了解到，單一線圈可產(chǎn)生圓極化，當(dāng)天線為多線圈時(shí)，每一圈的電流都為同相，如圖3所示，其輻射場(chǎng)將沿著天線的軸方向加強(qiáng)輻射，如同陣列天線。

這里給出了一些半經(jīng)驗(yàn)公式：

(1) 方向增益

相對(duì)于各向同性圓極化電源時(shí)的增益值，在估算時(shí)忽略了副瓣的影響，因而較實(shí)測(cè)值略大，但通常不會(huì)超過1～2 dB。

(2) 波瓣寬度

半功率波瓣寬度和零功率波瓣寬度分別為：

3 數(shù)值計(jì)算與測(cè)試結(jié)果分析

3.1 數(shù)值優(yōu)化與仿真

有限元方法的建模過程分為以下幾個(gè)步驟(如圖4所示)：

(1) 區(qū)域離散

在任何有限元分析中，區(qū)域離散是第一步，也是最重要的一步，因?yàn)閰^(qū)域離散的方式將影響計(jì)算機(jī)內(nèi)存的需求、計(jì)算時(shí)間和數(shù)值結(jié)果的精確度。

(2) 插值函數(shù)的選擇

在每一個(gè)離散單元的結(jié)點(diǎn)上的值是我們要求的未知量，在其內(nèi)部其他點(diǎn)上的值是依靠結(jié)點(diǎn)值對(duì)其進(jìn)行插值。

(3) 方程組的建立

對(duì)Maxwell方程利用變分方法建立誤差泛函，對(duì)于問題已經(jīng)離散化為很多個(gè)子域的組合，可以首先在每個(gè)單元內(nèi)建立泛函對(duì)應(yīng)的小的線性表達(dá)式，其次將其填充到全域矩陣中的相應(yīng)位置，最后應(yīng)用邊界條件來得到矩陣方程的最終形式。