基于有限元的螺旋天線(xiàn)設計方法

從以上的敘述了解到，單一線(xiàn)圈可產(chǎn)生圓極化，當天線(xiàn)為多線(xiàn)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(zhù)天線(xiàn)的軸方向加強輻射，如同陣列天線(xiàn)。

這里給出了一些半經(jīng)驗公式：

(1) 方向增益

相對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)測值略大，但通常不會(huì )超過(guò)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 數值計算與測試結果分析

3.1 數值優(yōu)化與仿真

有限元方法的建模過(guò)程分為以下幾個(gè)步驟(如圖4所示)：

(1) 區域離散

在任何有限元分析中，區域離散是第一步，也是最重要的一步，因為區域離散的方式將影響計算機內存的需求、計算時(shí)間和數值結果的精確度。

(2) 插值函數的選擇

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

(3) 方程組的建立

對Maxwell方程利用變分方法建立誤差泛函，對于問(wèn)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)單元內建立泛函對應的小的線(xiàn)性表達式，其次將其填充到全域矩陣中的相應位置，最后應用邊界條件來(lái)得到矩陣方程的最終形式。