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《大连理工大学》 2006年
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基于哈密顿体系辛算法喇叭天线口径场的研究

郭广峰  
【摘要】:喇叭天线是微波波段广泛使用的一种口径天线,对它进行加脊还可以构成超宽带(UWB;Ultra Wide-Band)天线。超宽带天线由于其所具有的诸多独特优点,在目标识别成像、隐身与反隐身、遥测遥感、地下目标探测以及短距离高速无线通信等领域具有广泛的应用。此外,喇叭天线还是微波能应用中的主力。传统的分析喇叭天天线口径场的方法中引入了各种近似和假设条件,影响分析的准确性,因此必要发展新的分析方法。 本文从Hamilton体系应用最为成熟的力学问题入手,借助于单自由度弹簧-滑块系统的振动问题,描述了Hamilton体系的形式和内涵,引出求解Hamilton对偶方程组的辛算法。在此基础上,推导Hamilton对偶方程组。对口径场进行有限元离散,Hamilton综合算子矩阵化简为Hamilton矩阵,离散过程保持了体系的辛结构。离散后变分方程化为有限元方程组,求解可得口径场的电磁场值。通过一个算例说明了求解的具体过程,得出了数值解,其计算结果与近似解析解及电磁场仿真工具软件ANSYS EMAX的数值计算结果进行了比较,结果验证了本文方法的正确性和可行性,并进行了误差分析。 以矩形波导口为单元在x、y方向上周期排列组成矩形波导天线阵模型,根据内外场在口径上电磁场切向分量的连续性建立方程。由Hamilton算子矩阵离散后得到Hamilton矩阵,运用共轭辛子空间迭代法找出主要的本征向量,展开本征向量表示口径上实际的电磁场分布。分析过程考虑了阵列单元之间的互耦作用,把整个口径面阵作为一个边界值问题来考虑,本征分量展开求出的口径场是口径上能承载的所有模式场的叠加,符合场的实际分布情况。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN820

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘艳红;三类热弹性体的广义H-R变分原理和齐次向量方程[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王用涛;角锥喇叭天线的辛分析[D];大连理工大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙玉发,宋开宏,吴先良,匡光力;高功率天馈系统的设计——可控相位波导阵列天线[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年03期
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3 李建瀛,梁昌洪;矩形开口波导间互耦的分析[J];电波科学学报;1999年03期
4 李建瀛,梁昌洪;矩形波导有限相控阵单元的阵中特性[J];电波科学学报;1999年04期
5 钟万勰;电磁波导的辛体系[J];大连理工大学学报;2001年04期
6 钟哲夫;多模角锥喇叭设计方法的改进[J];电子学报;1997年06期
7 李建瀛,梁昌洪;矩形开口波导有限相控阵理论研究[J];电子学报;1999年09期
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10 钟万勰;电磁波导的半解析辛分析[J];力学学报;2003年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 魏志军;面天线近场互耦研究[D];西北工业大学;2002年
2 潘宇虎;平面近场测量和诊断技术的研究[D];西北工业大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈绍平;;线栅天线通用程序的分析与计算[J];安徽大学学报(自然科学版);1991年01期
2 孙玉发,陈明生,任志军;应用DWT-Chebyshev方法计算宽带雷达散射截面[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
3 陈晓坤;高强;;有理降阶模型在电磁问题中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年01期
4 赵方方;吴先良;陈明生;;旋转PE算法在目标电磁散射分析中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年05期
5 钱小虎 ,董天临;细螺旋天线的近场分析[J];安全与电磁兼容;2004年06期
6 胡松华;胡景森;崔强;;用于电磁兼容测试的双锥天线矩量法建模与计算[J];安全与电磁兼容;2007年01期
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8 李进梅;王勇;;磁力机械转子系统稳态温度场的有限元分析[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2007年03期
9 李江海,孙秦;结构型吸波材料隐身特性的优化设计算法研究[J];兵器材料科学与工程;2004年02期
10 张春丽;杨晓臻;贺佳;赵志毅;;热轧钢板矫直工艺的有限元分析[J];宝钢技术;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨红卫;隋允康;;电磁波导的辛半解析解[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年
2 陈树勋;汤勇;应鸿烈;白斌;王素暖;;后装式压缩垃圾车结构的有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
3 彭朕;盛新庆;;介质填充波导高次模求解的快速边缘元算法[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
4 尹秋艳;陈放;曹玉婷;;一种测量Ba_xSr_(1-x)TiO_3介电常数的新方法[A];“第十三届全国微波能应用学术会议”暨“2007年国际工业微波节能高峰论坛”论文集[C];2007年
5 唐蜜;郭庆功;周敏;;微波非相干功率合成数值仿真和实验研究[A];“第十三届全国微波能应用学术会议”暨“2007年国际工业微波节能高峰论坛”论文集[C];2007年
6 李明伟;王用涛;李承斌;;角锥喇叭口径场的哈密顿体系有限元分析[A];“第十三届全国微波能应用学术会议”暨“2007年国际工业微波节能高峰论坛”论文集[C];2007年
7 ;DESIGN OF THE COMPACT MULTIMODE FEEDS WITH HIGH POWER CAPACITY[A];Proceedings of the 17th International Conference on High-Power Particle Beams(Beams'08)[C];2000年
8 ;The Research of Light Air Communication Device Based on MEMS[A];Proceedings of the Second Asia International Symposium on Mechatronics[C];2006年
9 余华俐;许敬方;;基于ANSYS的石油钻采大钩模态分析[A];全国先进制造技术高层论坛暨第七届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2008年
10 周金枝;李小飞;;ANSYS软件在压力容器结构优化设计中的应用[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(2)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘少刚;基于单一平面电容传感器的木材含水率检测系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
3 芮锡;旋转结构体电磁问题的高效分析与应用[D];电子科技大学;2010年
4 荆燕飞;线性方程组迭代法与预条件技术及在电磁散射计算中的应用[D];电子科技大学;2010年
5 任志刚;预条件算法及在电磁场数值模拟中的应用[D];电子科技大学;2010年
6 赖生建;计算电磁学中的径向基无网格法[D];电子科技大学;2010年
7 郑罡;频域有限差分方法的改进研究[D];电子科技大学;2010年
8 胡永忠;微波阵列天线成像处理中干扰抑制及快速成像方法的研究[D];电子科技大学;2010年
9 姚善化;复杂矿井巷道中电磁波传播特性及相关技术研究[D];安徽大学;2010年
10 张顺善;双丝间接电弧焊电弧特性及熔滴过渡研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鹏;煤粉永磁强磁滤器的研究[D];河南理工大学;2010年
2 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
3 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
4 郑珊珊;带流量稳定器的先导式比例减压阀设计研究与特性分析[D];山东科技大学;2010年
5 曹国光;舰船短波天线近远场研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘兴鹏;基于微波同轴谐振腔物料密度测量技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘肖峰;基于MOM的天线耦合研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 胡艳涛;轴承滚子电化学机械加工技术研究[D];大连理工大学;2010年
9 于馨;Spar平台涡激运动对立管的动响应及疲劳分析[D];大连理工大学;2010年
10 王朝胜;基于有限元法的风力发电机组塔架结构分析[D];长沙理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙玉发,宋开宏,吴先良,匡光力;高功率天馈系统的设计——可控相位波导阵列天线[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年03期
2 王燕京;电磁场数值分析方法[J];北京建筑工程学院学报;2003年03期
3 李建瀛,梁昌洪;矩形开口波导间互耦的分析[J];电波科学学报;1999年03期
4 李建瀛,梁昌洪;矩形波导有限相控阵单元的阵中特性[J];电波科学学报;1999年04期
5 赵瑾,徐善驾,吴先良;一种高阶辛时域有限差分法的研究[J];电波科学学报;2004年05期
6 钟万勰;条形域平面弹性问题与哈密尔顿体系[J];大连理工大学学报;1991年04期
7 唐立民,齐朝晖,丁克伟,田中旭,何东升;弹性力学弱形式广义基本方程的建立和应用[J];大连理工大学学报;2001年01期
8 钟万勰;电磁波导的辛体系[J];大连理工大学学报;2001年04期
9 李建瀛,梁昌洪;矩形开口波导有限相控阵理论研究[J];电子学报;1999年09期
10 邹贵平,唐立民;极坐标系中弹性力学平面问题的Hamilton正则方程及状态空间有限元法[J];工程力学;1993年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李林高;基于哈密顿体系辛几何多口径面天线微波场的研究[D];大连理工大学;2004年
2 潘宇虎;平面近场测量和诊断技术的研究[D];西北工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 陈兴华;王亮;;热磁电弹性材料层合板的半解析法[J];装备制造技术;2011年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 居继龙,李增瑞;用时域有限差分(FDTD)法计算线天线的互耦[J];北京广播学院学报(自然科学版);1995年01期
2 任济时 ,吕善伟;伽略金法分析矩形波导缝隙天线耦合特性[J];北京航空学院学报;1983年01期
3 张士选,郑会利,尚军平;天线/RCS近场测量系统的研究[J];电波科学学报;1999年01期
4 谢俊,胡皓全;任意多边形状线天线之间的互耦计算[J];电子科技大学学报;1995年S1期
5 钟万勰;电磁波导的辛体系[J];大连理工大学学报;2001年04期
6 石长生;谈天线隔离度[J];电子科技导报;1997年11期
7 钟哲夫;多模角锥喇叭设计方法的改进[J];电子学报;1997年06期
8 张福顺,焦永昌,毛乃宏;天线近场测量的综述[J];电子学报;1997年09期
9 洪家才,方晖,江贤祚,何国瑜;天线近场计算的卷积积分法[J];电子学报;1997年09期
10 黄东卫,郑丽霞,通拉嗄;一类最速降线与最短路径问题[J];工科数学;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张福顺;超低副瓣天线平面近场测量误差分析与补偿技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
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1 林淑洁;平面近场测量技术的研究[D];西北工业大学;2003年
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3 贾建科;聂翔;韩团军;;电磁波极化实验的改进[J];电气电子教学学报;2011年03期
4 梁慧;;计算电磁学在电磁兼容仿真中的应用[J];现代电子技术;2011年14期
5 刘广东;吕思潼;汪洪艳;王春雨;;基于CST的偶极子天线虚拟实验[J];大学物理实验;2011年04期
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3 徐新生;郭杏林;林家浩;钟万勰;;基于哈密顿体系的结构随机振动求解新体系研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
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8 刘世兴;祁月盈;吴丽君;刘学深;丁培柱;;强激光场中N_2分子的动力学性质的辛算法研究[A];第四届全国青年计算物理学术会议论文摘要集[C];2006年
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中国重要报纸全文数据库 前2条
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2 吴华;开创性的学术成果[N];中国新闻出版报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨有贞;基于哈密顿辛对偶体系的若干梁/板结构问题研究[D];上海交通大学;2010年
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3 周震寰;断裂问题中的哈密顿体系方法及其应用[D];大连理工大学;2011年
4 高强;哈密顿体系中波的传播、鲁棒控制与辛方法探索[D];大连理工大学;2007年
5 黄志祥;辛算法在时域电磁散射计算中的应用[D];安徽大学;2007年
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7 何建锋;基元反应N(~4S)+O_2(X~3∑_g~-)→NO(X~2Π)+O(~3P)的准经典轨线研究与辛算法计算[D];吉林大学;2005年
8 张维祥;粘弹性力学中的辛方法[D];大连理工大学;2007年
9 马源;哈密顿体系下弹性圆柱壳的动态屈曲研究[D];大连理工大学;2007年
10 孟繁义;左手介质异常电磁特性激发机理与应用技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭广峰;基于哈密顿体系辛算法喇叭天线口径场的研究[D];大连理工大学;2006年
2 李萌;馈源喇叭天线的研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 刘秀祥;高功率超宽带喇叭天线研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 刘红;矩形喇叭天线测量结果及噪声的分析与研究[D];山东师范大学;2011年
5 颜娜;辛算法及其相位飘移性质的研究[D];上海交通大学;2010年
6 刘敏;压电悬臂梁弯曲问题的哈密顿体系方法及半解析法[D];温州大学;2011年
7 蒋乐乐;基于辛几何算法的电磁散射数值方法的研究[D];安徽大学;2004年
8 李林高;基于哈密顿体系辛几何多口径面天线微波场的研究[D];大连理工大学;2004年
9 栾珊;超宽带介质加载天线的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 苏滨;哈密顿体系在各向异性板弯曲问题中的应用[D];大连理工大学;2000年
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