天线与电波传播理论论文
天线与电波传播 (1)
天线与电波传播专题漏波天线理论与设计目录一漏波天线简述二均匀漏波天线辐射原理三周期型漏波天线辐射原理01漏波天线简述漏波天线是一类行波天线，它具有以下特点：➢增益高，方向性强，具有较好的定向辐射特性➢频带宽，具有频率扫描能力如果把漏波天线看成是一个波导，则这个波导至少存在一个模式能沿着传播方向不断向外漏泄能量。
漏波天线最初是以矩形波导的形式出现，通过在矩形波导的侧边开模）在波导表面产生的电流进行扰动，使长直缝隙，对基模（TE10得电磁能量在沿矩形波导传输的过程中逐渐泄漏到空间。
图1 Slotted rectangular waveguide leaky-wave antenna 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）一维漏波天线可以分为两大类结构：➢均匀的➢周期性的传统的矩形波导长缝隙天线就属于均勻结构，是快波天线周期性漏波天线常见的有漏泄同轴电缆和基于微带线或共面波导的周期性漏波天线等，可以是慢波或快波天线快波或慢波是依据行波传播常数b 大致分类的：➢若传播常数b 小于自由空间波数k0，则称之为快波，它可沿着结构在传播过程中不断辐射；➢若传播常数b 大于自由空间波数k0，则称为慢波，它只在结构存在不连续时产生辐射。
02均匀漏波天线辐射原理均匀漏波天线辐射原理如图2所示均匀结构，假设导行波沿+z 方向传播，其相位常数为b z ；而在x 方向产生相位常数为k x 的波。
如果自由空间波数是k 0，那么有如下关系式2220x z k k b =−（1）图2 有限大漏波结构的辐射方向与辐射角度示意图➢当k x是一个正实数时，说明x方向会产生漏波。
所以说，b<k0是这种结构产生漏波的辐射条件。
z➢b z的大小取决于模式，不同的模式b z不一样。
➢可见不同的工作模式，可能是导行波，也可能是漏波，并且可以有不止一个漏波模式。
z z zk j b α=−（2）一旦形成漏波，电磁波就会沿着z 方向衰减，因此，除了相位常数b z ，还需在z 方向上引入衰减系数αz ，漏波沿着z 方向以行波因子e -j zk z 向前传播，其中k z 是z 方向的波数：()()2220z z x x k j k j b αα=−+−（3）设电磁波在x 方向上的衰减系数为αx ，相位常数为k x ，那么公式（1）应表示为因为波要沿z方向传播，所以在z方向上αz 是大于0的。
“天线与电波传播”课程中运用电磁
2022年11月第44期Nov. 2022No.44教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM“天线与电波传播”课程中运用电磁仿真的探索郑月军，丁 亮，陈 强，付云起，刘 燚（国防科技大学 电子科学学院，湖南 长沙 410073）［摘 要 ］“天线与电波传播”是电子信息类本科专业核心课程，是电磁场理论课程的深化与应用拓展，更加注重基础理论与实际应用的结合。
为了提高课程的教学效果，提升课程知识与工程实际联系程度，在课程教学中采用电磁仿真模型、图片、动画、现象对抽象概念和烦琐公式进行具象讲解，让学生掌握使用电磁仿真进行天线仿真设计的方法。
通过在课程中运用电磁仿真有利于化抽象的概念为具象、动态的图像、增加课堂互动，活跃课堂氛围，拓展课程形成性评价的维度，有利于学生运用电磁仿真强化课程知识理解，增强理论与实际的联系，消除对课程学习的恐惧情绪。
运用电磁仿真可有效提升学生学习本课程的效率和兴趣，使学生走出课堂就能走向工程应用。
［关键词］ 天线与电波传播；电磁仿真；HFSS［基金项目］ 2020年度国家自然科学基金委青年基金“基于电磁超构表面的阵列天线辐射散射一体化调控技术研究”（61901493）；2020年度湖南省自然科学基金委青年基金“天线辐射与反射一体化设计技术研究”（2020JJ5676）［作者简介］ 郑月军（1989—），男，江西玉山人，博士，国防科技大学电子科学学院副教授，主要从事电磁功能材料与低可探测天线研究；丁 亮（1985—），男，浙江嘉兴人，博士，国防科技大学电子科学学院副教授，主要从事相变材料与可调天线研究；陈 强（1991—），男，河南信阳人，博士，国防科技大学电子科学学院副研究员，主要从事电磁功能材料与低可探测天线研究。
［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）44-0114-04 ［收稿日期］ 2021-11-12“天线与电波传播”是电子信息类本科专业的核心课程，主要学习天线辐射的基本原理、主要参数、典型天线及阵列、电波传播的基础方法及手段等。
电波与天线课程论文
郑州轻工业学院电波与天线课程论文题目电波传播的特点、类型学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间摘要任何无线电电子系统的信息传输既包含有电波能量的发射和接收，也包含有电磁波在空间的传播过程。
天线与电波传播的理论与技术研究作为无线电科学重要组成的分支学科，是具有广泛实用意义与科学意义的应用基础学科和交叉学科，其研究成果将直接影响着电磁波工程系统的整体水平。
关键字电子系统/电波/电磁波工程/发射目录摘要 (I)1 概述 (1)2 电波的传播方式 (1)2.1 表面波传播 (1)2.2 天波传播 (1)2.3 空间波传播 (2)2.4 散射传播 (2)3 各个波段的传播特点 (3)3.1 长波传播的特点 (3)3.2中波传播的特点 (4)3.3 短波传播的特点 (4)3.4 超短波和微波传播的特点 (4)结束语 (5)参考文献 (6)1 概述自从1873年麦克斯韦（Maxwell）从理论上预言电磁波的存在，并在1897年由马克尼（Marconi）首先获得一个完整的无线电报系统专利以来，伴随着科学技术的不断进步，人类对自然界广泛存在的电磁波这一物质形态的认识在不断深化，创造出多种多样的电磁波工程系统——无线电通信系统。
从电视、广播、移动通信，到雷达、导航、气象、定位、卫星，再到军事领域中的制导武器、电子对抗等应用领域，取得了极为丰硕的研究成果。
无线电波在生活、科研等领域的应用已越来越普遍。
移动通信的一个重要基础是无线电波的传播，无线电波通过多种方式从发射天线传播到接收天线，我们按照无线电波的波长人为地把电波分为长波（波长1000米以上），中波（波长100-1000米），短波（波长10-100米），超短波和微波（波长为10米以下）等等。
为了更好地说明移动通信的问题，我们先介绍一下电波的各种传播方式：2 电波的传播方式2.1 表面波传播表面波传播是指电波沿着地球表面传播情况。
这时电波是紧靠着地面传播的，地面的性质，地貌，地物等的情况都会影响着电波的传播。
天线与电波传播0000
天线与电波传播论文题目无线局域网的智能天线技术学生姓名学号学院专业指导老师无线局域网的智能天线技术摘要：本文简单介绍了智能天线的发展及在局域网中的应用，分析了一般的问题和解决的办法，并且说明了智能天线的优点，智能天线在我们的生产生活中功不可没，用途广泛，已经成为现代科技生活中不可或缺的技术，给人们带来了方便。
关键字：局域网；智能；天线技术；序言：随着科技的不断地发展与进步，现代的通信技术越来越趋近于无线技术，所以研究无线传播的方法与技术也是必不可少的，准确而快速的传播信息是智能天线系统所需具备的基本功能。
智能天线及发展历程智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。
智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向DOA(Direction of Arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
９０年代以来，阵列处理技术引入移动通信领域，很快形成了一个新的研智能天线原理图究热点－智能天线（ＳｍａｒｔＡｎｔｅｎｎａｓ）?智能天线应用广泛，它在提高系统通信质量、缓解无线通信日益发展与频谱资源不足的矛盾、以及降低系统整体造价和改善系统管理等方面，都具有独特的优点。
最初的智能天线技术主要用于雷达、声纳、军事抗干扰通信，用来完成空间滤波和定位等。
近年来，随着移动通信的发展及对移动通信电波传播、组网技术、天线理论等方面的研究逐渐深入，现代数字信号处理技术发展迅速，数字信号处理芯片处理能力不断提高，利用数字技术在基带形成天线波束成为可能，提高了天线系统的可靠性与灵活程度。
智能天线技术因此用于具有复杂电波传播环境的移动通信。
此外，随着移动通信用户数迅速增长和人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍具有较高的话音质量。
天线与电波传播论文
天线与电波传播论文射频识别系统微带天线院系：信息工程学院专业：通信工程班级：四班姓名：鲁泽华学号：20082420422射频识别射频识别，英文为Radio Frequency Identification，简称为RFID，是非接触的自动识别技术。
射频识别系统在国外发展的很快，譬如美国德州仪器公司、法国INSIDE 公司、Phillips 公司、Motoro1a 公司等等世界著名厂家都生产RFID 产品，并且它们的产品各有特点，自成系列。
射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。
我国射频识别产品的市场是十分巨大的，举一个例子来说明，利用射频识别技术的不停车高速公路自动收费系统是将来的发展方向，人工收费包括IC 卡的停车收费方式也终将被淘汰。
射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域：汽车、火车等交通监控；高速公路自动收费系统；停车场管理系统；物品管理；流水线生产自动化；安全出入检查；仓储管理；动物管理；车辆防盗等等。
射频识别系统主要包括电子标签（应答器）、读写器。
其中，读写器的天线在RFID系统中起着关键作用。
当前国内关于RFID的研究都集中在频率为125kHz、134kHz 的低频和13.56MHz 的高频系统。
在更高频段的微波波段，则少有人研究。
由于RFID 卡的廉价、尺寸限制使得一般的天线如：螺旋天线、喇叭天线、反射面天线等都不适合，廉价、剖面低、重量轻、体积小、易共形、易制作的微带天线成为更好的选择。
T. Razban 等研制了一种应用于无源车载电子标签的双频贴片微带线。
Nichi Konno 等研制了一种应用于2.45GHz 门控系统电子射频识别卡的圆极化贴片天线阵，Cryil Luxey 等研制了一种应用于DSRC 的后向反射式缝隙耦合贴片天线阵。
上述天线由于采用双频工作占用较多频带，而工作距离较短，只有3－4 米，或使用微波本振源使得RFID 卡价格较贵。
天线与电波传播
智能天线的研究及改进摘要智能天线利用数字信号处理技术,产生空间定向波束,使天线主波束对准期望用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向,达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
智能天线分为两大类切换波束智能天线与自适应阵智能天线。
智能天线技术是第三代移动通信系统的关键技术之一,智能天线技术将会在未来移动通信系统中发挥重要作用。
本文在简要介绍智能天线的基本原理、系统组成的基础上,详细论述了智能天线的自适应算法和技术优势及其在中的应用。
引言随着移动通信产业的高速发展及其用户的飞速增长,市场对移动通信技术的改进和更新提出了更高的要求。
而如何提高无线频谱的使用效率成为近些年来各种新技术所面临解决的核心问题。
第三代移动通信系统是正在全力投入开发的系统,其最基本的特征是智能信号处理技术。
智能信号处理模块将成为它的基本功能模块,实现基于话音业务为主的多媒体数据通信。
目前最典型的智能天线技术是实现移动通信扩大通信容量的关键技术之一。
智能天线技术作为有效解决这一问题的新技术已成功应用于移动通信系统,并通过对无线数字信号的高速时空处理,极大地改善了无线信号的传输,成倍地提高了系统的容量和覆盖范围,从而极大地改善了频谱的使用效率。
1 智能天线的基本概念及组成1.1 智能天线的基本概念智能天线, 即具有一定程度智能性的自适应天线, 由多个天线单元组成, 每一个天线后接一个加权器即乘以某一个系数, 这个系数通常是复数, 既调节幅度又调节相位,而在相控阵雷达中只有相位可调, 最后用相加器进行合并输出, 这种结构的智能天线只能完成空域处理同时具有空域、时域处理能力的智能天线在结构上相对复杂些,每个天线后接的是一个延时抽头加权网结构上与时城均衡器相同。
自适应或智能的主要含义是指这些加权系数可以恰当改变和自适应调整。
上面介绍的是智能天线用作接收天线时的结构,当用它进行发射时结构稍有变化,加权器或加权网络置于天线之前,也没有相加合并器。
天线与电波传播_完整版
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§1.2 电基本振子
近区场的性质：由于电场和磁场相差90度，故坡印 廷矢量的平均值等于零，这说明无电磁场能量辐射， 称为感应场。
远区场：当 kr 1 时称为远场区，电磁场主要由 kr 的低次幂项决定，故可略去 kr 的高次幂项，得
Er E
E
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磁的基本单元是磁偶极矩，它可以看作是正负磁 荷的组合。然而，正负磁荷却不能分开，自由磁荷 不能单独存在。所以，在电磁理论中我们不能引入 磁荷密度和磁流密度等概念。
§1.3 磁基本振子
1931年，英国的著名物理学家狄拉克（1933年诺 贝尔物理学奖获得者）首先从理论上讨论了磁单极 子存在的问题。1975年，加利福尼亚和休斯顿大学的 一个小组宣称，他们从高空气球的实验中发现了磁 单极子，曾哄动了当时的物理学界。但后来发现， 如果正确考虑实验中的系统误差，从他们的实验结 果中并不能得出这个结论。1982年3月，美国斯坦福 大学的卡布莱拉又宣称，他利用一个在9K温度下的 铌超导线圈捕捉到一个磁单极子。不过至今许多类 似的实验始终未能发现同样的事例。
A
j
洛伦兹条件：
A j
1
A
j
2 A k 2 A J
E jA jA j
1
A
因此，知道
A
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1
A
A
E jA jA j
1
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§1.1 辅助函数法
2 A k 2 A J
A
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Jx,
y,
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e jkR R
dv
－体电流
A
天线及电波传播理论论文
天线与电波传播理论论文关于微带天线姓名：何探学号：3090731126班级：通信09-1班指导教师：X月红随着全球通信业务的迅速开展，作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注，在整个无线通讯系统中，天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。
快速开展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。
微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的开展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来手机天线技术的开展方向之一，但其固有的窄带特性(常规微带天线约为2%左右)在很多情况下成了制约其应用的一个瓶颈，因此设计出具有宽频带小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。
本论文的主要工作是概述微带天线。
一微带天线的开展历程早在1953年箔尚(G．A．DcDhamps )教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。
但是，在接下来的近20年里，对此只有一些零星的研究。
直到1972年，由于微波集成技术的开展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，芒森(R．E．Munson)和豪威尔(J．Q．Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线。
随之，国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。
1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议，1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。
至此，微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支，两本微带天线专辑也相继问世，至今已有近十本书。
可见，70年代是微带天线取得突破性进展的时期；在80年代中，微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的开展；今天，这一新型天线已趋于成熟，其应用正在与日俱增。
电波传播与天线
7274,90(L)就目前最常用而又较先进的一种有源功率因数校正技术,讨论了其电路拓扑及控制策略,对控制策略中的平均电流控制原理作了详细分析,并给出了用于50V/20A通信电源功率因数校正电路的研究结果。
功率因数达到0.99以下,适用于大功率应用场合。
参120617260蔡氏混沌电路的MATLAB仿真刊,中/杨琨//电光系统.2006,(1).2527(D)对一种典型的混沌系数蔡氏电路及优秀的数据处理与仿真工具MATLAB进行了简要介绍,应用MATLAB软件对蔡氏电路进行了仿真分析,并对仿真结果作了讨论,指出了这种研究方法的应用前景。
参50617261抑制I噪声的去耦电容器的应用技术刊,中/周胜海//信阳师范学院学报(自然科学版).2006,19 (2).195198(L)0617262异步系统的信号传送研究刊,中/周端//固体电子学研究与进展.2006,26(1).120123(D)异步电路在低功耗、低噪声、抗干扰、无时钟偏移和模块化设计等方面有较高的性能。
在SOC芯片设计中,异步设计技术逐渐成为研究的热点。
文中比较了同步系统和异步系统信号传递基础,介绍了多个基于异步系统的信号传递模型,讨论了专用于异步电路的数据传送方式。
从应用的角度对现有的异步电路信号传递模型的结构、特点、数据信号、应用背景等方面进行了比较研究,最后总结了在实际问题中选择模型的原则。
参90617263用基波平衡原理分析非线性电子网络的稳定性刊,中/黄炳华//固体电子学研究与进展.2006,26 (1).4348(D)0617264使用遗传算法进行微波非线性电路包络仿真刊,中/马洪//微波学报.2006,22(2).4954(E)0617265基于CPLD单双极性码转换电路的设计与实现刊,中/刘伟//空军工程大学学报(自然科学版).2006, 7(2).5860(L)以某型飞机无线电高度表检测仪研制为背景,通过采用CPLD器件和VHDL硬件语言,设计实现了一种能潜代该无线电高度表检测仪检验组合功能的单双极性码转换电路,并给出了VHDL程序和相应的时序仿真波形。
电波与天线论文
电波与天线论文学院：电气信息工程学院班级：电子信息工程09-2班姓名：董晓晓学号：540901030207电波与天线通信的目的是传递信息, 根据传递信息的途径不同, 可将通信系统大致分为两大类: 一类是在相互联系的网络中用各种传输线来传递信息, 即所谓的有线通信，如电话、计算机局域网等有线通信系统; 另一类是依靠电磁辐射通过无线电波来传递信息, 即所谓的无线通信, 如电视、广播、雷达、导航、卫星等无线通信系统中, 需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波, 或者将无线电波转换为导波能量, 用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。
电波当电波从天线辐射出来，在地球空间中传播，根据不同的传播性质有3种可能的途径，一是直射波，电波像光线一样直接传播到接收天线。
电波通过这种途径传播所受的衰减很小，传播很稳定，但由于地球本身是个球体，所以，这种方式传播距离有限，收发天线的高度越高，传输距离就越远。
电波的频率越高，越倾向于以直射波传播。
二是地面波，电波贴着地表面传播。
地面波传播只受地面电性能和地形的影响，因此，地面波传播最稳定可靠，受太阳、昼夜和四季等的变化影响很小。
电波的频率越低，越有沿地表面传播的倾向，当频率升高时，地面对电波的衰减会很大，传输距离很短，特别是在起伏大的地形中。
三是反射波，电波经过地面、地物和天空的电离层等反射后传播到接收天线。
对于业余无线电来说，最重要的是经过电离层反射的短波传输。
由于电离层在离地面80～500km的高空中，电波经过反射能传播到很远的距离，例如经过电离层一次反射可达4000km，两次反射就能达8000km，所以，通过电离层的反射可实现全球通讯。
电离层对不同频率电波的作用也不一样，频率低的电波会被电离层吸收掉，频率很高的电波则会穿透电离层而射向太空，有去无回。
只有2MHz到30MHz的短波频率有可能被电离层反射回地球，达到超视距的远距离通讯。
电离层是由太阳放射的高能辐射（主要是紫外线）使地球上空的空气电离而形成的，因此电离层受太阳、昼夜和四季等的变化影响很大，尤其是太阳黑子活跃周期的影响。
单极子天线论文电波传播与天线
单极子天线电波传播与天线摘要：单极子天线用来发射和接收固定频率的信号，通常用于短波超短波频段。
虽然在平时的测量中都使用宽带天线，但在场地衰减和天线系数的测量中都需要使用偶极子天线和单极子天线。
随着近年计算机技术的发展，出现了很多仿真软件，这些工具使工程人员能对设计出来的天线进行仿真。
本文介绍了FEKO软件，以及基于FEKO的单极子天线的仿真设计。
关键词：单极子天线；FEKO。
引言1.1单极子天线简介天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
单极子（Monopole）天线或称为直立天线是垂直于地面或导电平面架设的天线，已广泛应用于长、中、短波及超短波波段。
其基本原理结构如图1.1 所示，其由长为h 的直立振子和无限大地板组成。
地面的影响可用天线的镜像来代替，这样单极子天线就可等效为自由空间内臂长为 2h的对称振子。
当然，这样的等效仅对地面上的半空间等效，原因是地板以下没有辐射场。
图1.1单极子天线及其等效在长波波段，大地接近理想导电体，电磁能量主要以地波形式在地面和电离层低层所限制的空间内传播；在中波波段，距离较近时也是以地波形式传播。
夜间，在距天线一定距离的环形区域中，同时存在强度大体上相近的天波和地波，两者互相干扰从而产生严重的衰落现象。
为了防止衰落，应设法降低高仰角( 超过55度) 的辐射。
虽然短波以天波传播为主，但对于几十公里的近距离通信，仍主要采用地波传播的方式。
在地波传播中，水平极化波的衰减远大于垂直极化波。
因此，使用垂直天线是有利的。
对于接近地面的超短波移动通信，要求沿地面方向产生最大辐射。
一般情况下，也要采用产生垂直极化场的单极子天线。
在长、中波波段，单极子天线的主要问题是天线的高度往往受到限制。
例如工作于波长为1000米的电台，天线架设高度100 米，以波长衡量也仅为0.1λ，电尺寸是很小的。
天线的工作原理
天线的工作原理天线是指用来发送或接收无线电波的装置，它是无线电通信和无线电波测量的重要组成部分。
下面将介绍天线的工作原理。
天线的工作原理是基于无线电波的传播和辐射现象。
当电流通过天线的时候，会在周围产生电磁场，而这个电磁场就是无线电波。
这些无线电波会从天线中辐射出去，或者被接收到并转换成电信号。
天线的辐射原理主要有两种：辐射理论和李纳－维纳定律。
辐射理论认为，天线在空间中形成的电场和磁场是由于电流在天线中流动而产生的。
当电流通过天线时，会在周围产生一个变化的电场和磁场。
这两个场的相互作用形成了无线电波的辐射。
李纳－维纳定律是天线辐射的数学表达式，它描述了天线辐射场的空间分布和辐射功率。
根据这个定律，天线所产生的辐射功率与电流和电压的关系成正比。
这个关系可以用天线的特性标准化，即所谓的“天线增益”。
天线的接收原理是基于电磁感应现象。
当无线电波经过天线时，会在天线上产生感应电流。
这个感应电流由天线的特性决定，包括天线的形状、长度和材料等。
感应电流会通过接收器转换成电信号，从而实现无线电波的接收。
天线的工作频率是指能够接收或发射的无线电波的频率范围。
不同类型的天线适用于不同频率的无线电波。
例如，短波天线主要适用于短波信号的接收，而卫星天线主要用于接收卫星信号。
天线的设计需要考虑多种因素，包括频率响应、增益、直波反射率和方向图等。
频率响应是指天线在不同频率上的性能表现。
增益是衡量天线在接收或发射时的信号强度的能力。
直波反射率是指天线对信号的接收和辐射的效率。
方向图是描述天线主瓣和副瓣辐射分布的图形。
天线是现代通信的关键部分，广泛应用于无线电通信、雷达测量、导航、卫星通信和移动通信等领域。
它通过辐射和接收无线电波，在不同的频率范围内实现了无线通信的功能。
同时，天线的设计和调整也对通信系统的性能和效率起着重要作用。
总之，天线是无线通信的重要组成部分，它的工作原理是基于无线电波的传播和辐射现象。
通过电流在天线中的流动和电磁感应现象，天线能够实现无线电波的辐射和接收。
“天线与电波传播”课程教学改革思考与探索
“天线与电波传播”课程教学改革思考与探索作者：吴华宁谢慧赵林潘丽冯慧婷来源：《中国新通信》2023年第21期摘要：“天線与电波传播”课程是电子信息类专业的一门基础课程，该课程具有较强的实践性和综合性，在通信、雷达等专业人才培养中发挥着非常重要的作用。
同时，该课程理论性强、概念多且非常抽象，被认为是一门“学生难学、老师难教”的课程。
基于此，本文对该课程的教学现状进行分析，并从教学内容、教学形式和考核方式三个方面进行改革和探索，致力于激发学生的学习动力，并增强教学效果。
关键词：天线；电波传播；教学改革一、引言天线是任何无线电子系统的重要组成部分，在整个系统中起到了能量转换的作用。
“天线与电波传播”课程是普通高等学校电子信息类专业的一门非常重要的专业基础课，也是通信、雷达、电子对抗等专业的必修课。
该课程以“高等数学”“场论”“电磁场与电磁波”等课程为先导，为“雷达原理”等专业背景课夯实理论基础，在高校人才培养体系中起着承上启下的作用。
课程内容主要分为两大部分，第一部分为天线的基本原理和各种典型天线的结构特点、辐射特性及应用；第二部分为电波传播，主要讲授不同传播方式的特点。
该课程理论性强，并且涉及大量公式、物理概念抽象，因此对学生的数学和物理功底要求较高，被普遍认为是一门“学生难学，老师难教”的课程。
如何让学生较好地学习并掌握本门课程的相关知识，教师作为整个知识传授过程中的引导者和课程的组织实施者，起着非常关键的作用。
通过近几年的“天线与电波传播”课程的教学实践，笔者认真思考并总结了在教学过程中出现的问题，并基于学生的学情和课程情况，积极探索课程教学方式方法的改革，以激发学生的学习热情，提高课程的教学质量和效果。
二、“天线与电波传播”课程教学存在的问题（一）教学内容与教学学时数的矛盾突出随着国家高等本科教学的改革和学科专业的优化调整，本科院校学生所学的课程总量普遍增加。
在总学时不变的情况下，大部分课程的学时数都进行了一定的压缩。
电波传播与天线
电波传播与天线电磁波的发展：1. 法拉第（M. Faraday, 1791-1867）终其一生从事电磁现象的实验研究，他的最主要的贡献，除了发现作为电磁学基础的电磁感应定律之外，他还提出了‘电磁场’的新概念，并且用电力线和磁力线来描述电磁场。
2. 麦克斯韦（J. C. Maxwell, 1831-1879）总结了先前法拉第等人的广泛的实验研究成果，他在1873年发表的著名论文中，提出了著名的麦克斯韦方程组，该方程组奠定了光学、电磁学和电磁波传播的的理论基础。
重要的是，该方程组预示了电磁波的存在，且其传播速度应等于光速。
这使得麦克斯韦和其他物理学家联想到光波也是电磁波。
事实上，这种猜想为各种光波传播现象提供了十分完满的解释。
电磁波的特点：电磁波是一种物质存在的形态，与常见的物质弹性波一样，具有力学性质和能量关系。
电磁波不是物质质点的波动，而是由电场和磁场两个相互联系的波动矢量构成的力场运动电磁波能在真空中以光速传播，光波也是一种电磁波。
电磁波也像光一样具有波粒二象性。
波长愈短的电磁波愈表现出粒子性，波长愈长的电磁波愈表现出波动的性质，电磁波既是波又是粒子。
电磁波最基本的激发机制（源）是电荷的加速运动，不同的加速方式对应着不特性同的电磁波辐射。
电磁波波谱：电磁场理论基础麦克斯韦微分方程方程：公式使用有理化的MKS单位制，即国际单位（SI）制。
说明：麦克斯韦方程组也可以用积分的形式表达。
方程组对介质的性质没有限制。
适用于均匀的和非均匀的，各向同性的和各向异性的，磁性的和非磁性的，色散的和非色散的介质。
关于波与时间的关系也没有限制，对单色和非单色波均适用。
可以把和理解为激发电磁波的源。
它们可以是时间和空间的任意函数，取决于初始条件和边界条件。
它们之间由电荷守恒定律（也称连续性方程）联系起来，即电磁场波动方程不同介质中的电磁场波动方程：各向同性、非均匀介质中的波动方程——复介电常数磁性均匀的介质中的波动方程波速、相对介电常数、波长、周期波速（相速）——随着时间的变化，具有确定相位的等相面将在空间中移动的速度（对等相面方程的时间微分）真空中的波速。
电波传播与天线
外 电子元器件 一பைடு நூலகம்
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电波 传播 与天 线
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电波传播与天线技术的标准化研究
电波传播与天线技术的标准化研究在当今高度信息化的社会，电波传播与天线技术作为通信领域的关键组成部分，其标准化工作具有至关重要的意义。
从我们日常使用的手机通信，到广播电视的信号传输，再到航空航天领域的卫星通信，电波传播与天线技术无处不在。
而标准化则是确保这些技术能够稳定、高效、可靠运行的重要保障。
电波传播是指电磁波在不同介质和环境中的传播特性和规律。
天线则是用于发射和接收电磁波的装置。
要实现有效的通信，就必须深入了解电波的传播特性，并设计出性能优良的天线。
然而，由于实际应用场景的多样性和复杂性，电波传播与天线技术面临着诸多挑战。
在不同的地理环境中，如城市、山区、海洋等，电波的传播特性会有很大的差异。
城市中的高楼大厦会导致信号的反射、折射和散射，从而影响信号的强度和质量；山区的地形起伏会造成信号的遮挡和衰减；海洋表面的波动则会对电波的传播产生干扰。
此外，不同频段的电磁波在传播过程中也表现出不同的特点。
例如，低频段的电磁波具有较强的绕射能力，能够传播更远的距离，但带宽较窄；高频段的电磁波带宽较宽，但传播距离相对较短，且容易受到障碍物的影响。
为了应对这些挑战，标准化工作就显得尤为重要。
标准化可以规范电波传播与天线技术的相关参数和性能指标，确保不同厂家生产的设备和系统能够相互兼容和协同工作。
例如，对于移动通信系统，标准化规定了基站和手机天线的工作频段、增益、波束宽度等参数，使得不同品牌和型号的手机能够在同一网络中正常通信。
同时，标准化还可以促进技术的创新和发展。
通过制定统一的标准，企业可以明确技术发展的方向，集中资源进行研发，从而推动整个行业的进步。
在电波传播方面，标准化工作主要包括对传播模型的研究和建立。
传播模型是用于预测电磁波在特定环境中传播特性的数学模型。
通过对大量实际测量数据的分析和总结，建立准确可靠的传播模型，可以为通信系统的规划和设计提供重要的依据。
例如，在规划移动通信基站的布局时，工程师可以利用传播模型来预测信号覆盖范围，从而确定基站的位置和数量，以达到最佳的覆盖效果。
天线与电波传播结课论文
4G基站天线的发展第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G。
该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。
只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求）。
4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。
4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。
此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。
很明显，4G有着不可比拟的优越性。
随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起，因此有理由期待这种第四代移动通信技术给人们带来更加美好的未来。
另一方面，4G也因为其拥有的超高数据传输速度，被中国物联网校企联盟誉为机器之间当之无愧的“高速对话”。
在移动通信网工程设计中，应该根据网络的覆盖要求、话务量分布、抗干扰要求和网络服务质量等实际情况来合理的选择基站天线。
由于天线类型的选择与地形、地物，以及话务量分布紧密相关，可以将天线使用环境大致分为五种类型：城区、密集城区、郊区、农村地区、交通干线等。
基站天线1、城区基站天线城区基站密度较高，单站预期覆盖范围较小，选择基站天线时应考虑以下几方面：（1）为减少干扰，应选用水平半功率角接近于60度的天线。
这样的天线所构成的辐射方向图接近于理想的三叶草型蜂窝结构，与现网适配性较好，有助于控制越区切换。
如下图所示。
（2）城区基站一般不要求大范围覆盖，而更注重覆盖的深度。
由于中等增益天线的有效垂直波束相比于高增益天线较宽，覆盖半径内有效的深度覆盖范围较大，可以改善室内覆盖效果，所以选用中等增益天线较好。
天线毕业设计论文
天线毕业设计论文天线毕业设计论文导言天线作为无线通信系统中的重要组成部分，对于信号的传输和接收起着至关重要的作用。
因此，设计一种高性能的天线成为了无线通信领域的研究热点之一。
本篇论文将围绕天线的设计原理、性能优化以及未来发展方向展开讨论。
一、天线设计原理1.1 天线的基本原理天线是将电磁波转换为电信号或将电信号转换为电磁波的装置。
其基本原理是利用电磁波传播过程中的电场和磁场相互作用，实现信号的传输和接收。
常见的天线类型包括偶极子天线、微带天线、矩形天线等。
1.2 天线参数的意义与计算方法天线性能的评估主要依靠一些重要的参数，如增益、方向性、频率响应等。
增益是指天线辐射功率与理论辐射功率之比，方向性则是指天线在某一方向上的辐射功率相对于其他方向的辐射功率的比值。
频率响应则是指天线在不同频率下的辐射特性。
这些参数的计算方法可以通过数学模型和仿真软件得到。
二、天线性能优化2.1 天线材料的选择与优化天线材料的选择对于天线的性能起着至关重要的影响。
常见的天线材料包括金属、陶瓷、聚合物等。
不同材料的导电性、热膨胀系数等特性会对天线的频率响应和稳定性产生影响。
因此，在设计过程中需要对材料进行选择和优化，以提高天线的性能。
2.2 天线结构的优化设计天线结构的优化设计是提高天线性能的重要手段。
通过对天线的尺寸、形状、辐射元件的布局等进行优化，可以实现天线增益的提高、频率响应的扩展以及方向性的改善。
在优化设计过程中，可以采用遗传算法、粒子群算法等优化算法来搜索最优解。
三、天线的未来发展方向3.1 天线与5G技术的结合随着5G技术的快速发展，对于天线的需求也越来越高。
5G通信系统要求天线在更高频率范围内具有更好的方向性和更高的增益。
因此，未来的天线设计将更加注重在高频段的性能优化和宽带化设计上，以满足5G通信系统的需求。
3.2 天线与人工智能的融合人工智能技术的兴起为天线设计带来了新的机遇。
通过利用人工智能算法对天线的设计进行优化，可以实现更高效、更精确的天线设计。
电磁波的传播与天线
电磁波的传播与天线一、引言在现代科学技术的发展中，电磁波的传播与天线起着至关重要的作用。
电磁波作为一种能量传输的媒介，在通信、无线电、雷达等领域发挥着重要的作用。
而天线则是电磁波的重要发射与接收装置。
本文将对电磁波的传播特性以及天线的基本原理进行探讨。
二、电磁波的传播特性电磁波是由电场和磁场交替变化而产生的波动现象。
根据电磁波的频率范围，可以将电磁波分为不同的类型，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
这些电磁波在自然界中的传播方式有所不同。
电磁波具有波粒二象性，既可以视为波动的能量传输，也可以视为粒子（光子）流动的粒子。
根据电磁波的传播特性，我们可以观察到以下几个重要现象：1. 折射：当电磁波从一种介质进入另一种介质时，会因介质的光密度不同而发生折射现象。
这一现象可见于我们日常生活中的折光现象，如光线从空气射入水中时产生的折射现象。
2. 反射：电磁波在遇到界面时，会发生反射现象。
这个现象可以用我们在镜子中看到自己的倒影来理解。
反射为电磁波的传播提供了重要的信息传输手段，如雷达系统利用反射原理检测目标的位置。
3. 散射：电磁波在遇到粒子或较小尺寸的物体时，会发生散射现象。
这一现象在大气中的光散射中得到了充分的应用，如太阳光在大气中的散射使得我们能够看到蓝天。
三、天线的基本原理天线作为电磁波的发射与接收装置，在通信、雷达等领域起着重要的作用。
天线既可以将电磁波转化为电信号，也可以将电信号转化为电磁波。
其工作原理可以通过以下几个关键概念来理解：1. 辐射功率：天线在发射电磁波时会消耗一定的功率。
这个功率可以理解为天线向空间中辐射的能量，用来传输信息。
辐射功率与天线的发射特性有关，包括辐射形状、辐射图案等。
2. 增益：天线的增益是指天线在某个特定方向上辐射功率与理想点源天线辐射功率之比。
增益的大小可以决定天线的辐射距离和接收能力。
通过调整天线的结构和形状，可以获得不同增益的天线。
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天线与电波传播理论论文关于微带天线姓名：何探学号：3090731126班级：通信09-1班指导教师：X月红随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注，在整个无线通讯系统中，天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。
快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能(多频段、多极化)、高性能的天线。
微带天线作为天线家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来手机天线技术的发展方向之一，但其固有的窄带特性(常规微带天线约为2%左右)在很多情况下成了制约其应用的一个瓶颈，因此设计出具有宽频带小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。
本论文的主要工作是概述微带天线。
一微带天线的发展历程早在1953年箔尚(G．A．DcDhamps )教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。
但是，在接下来的近20年里，对此只有一些零星的研究。
直到1972年，由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，芒森(R．E．Munson)和豪威尔(J．Q．Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线。
随之，国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。
1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议，1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线专辑。
至此，微带天线已形成为天线领域中的一个专门分支，两本微带天线专辑也相继问世，至今已有近十本书。
可见，70年代是微带天线取得突破性进展的时期；在80年代中，微带天线无论在理论与应用的深度上和广度上都获得了进一步的发展；今天，这一新型天线已趋于成熟，其应用正在与日俱增。
二微带天线的结构与种类微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴导体薄片而形成的天线。
它一般利用微带线或同轴线等馈线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。
因此，微带天线也可看作是一种缝隙天线。
其典型结构如图2.1所示（a）微带贴片天线（b）微带振子天线通常介质基片的厚度与波长相比是很小的，因而它实现了一维小型化，属于电小天线的一类。
另外，随着技术的进步，现在许多手机天线都是采用曲折线型的微带天线实现了手机天线的小型化。
导体贴片一般是规则形状的面积单元，如矩形、圆形或圆环形薄片等；也可以是窄长条形的薄片振子(偶极子)。
由这两种单元形成的微带天线分别称为微带贴片天线和条带振子天线，如图1-3(a)、（b)所示。
微带天线的另一种形式是利用微带线的某种形变（如弯曲、直角弯头等)来形成辐射，称之为微带线型天线，如图1-3(c)所示，这种天线因为沿线传输行波，又称为微带行波天线。
微带天线的第四种形式是利用开在接地板上的缝隙，由介质基片另一侧的微带线或其它馈线(如带状线)对其馈电，称之为微带行波天线，如图1-3(d)所示。
由各种微带辐射单元可构成多种多样的阵列天线，如微带贴片阵天线，微带振子阵天线，等等。
三微带天线的辐射原理微带天线中有一维的尺寸远远小于波长，因而天线剖面很低(天线薄)，有利于共形设计保证优良的空气动力特性。
图1所示的长为L，宽为W2的矩形微带天线元可以看作一般的传输线连接两个辐射缝组成。
低特性阻抗的传输线是由微带馈线扩展其宽度W1为W2而成，其长度L为半个微带波长，即λg/2。
在低阻传输线两端形成两个缝隙(a-a，b-b)，那里的电场分解为两个分量，其中En 与接地板垂直；另一个与接地板并行，记作E1〃，由于L=λg/2，垂直分量反相，平行分量同相，因此在垂直于辐射源的方向上，水平分量有最大辐射分量，而垂直分量相互抵消。
试验表明，电场的水平分量在辐射源的两个端部，各向外延伸一个介质板厚度h的长度内存在。
这样就可近似认为微带天线元的辐射等于两个长度为W2，宽度为h，间距为L的裂缝组成的二元阵的辐射。
裂缝平面与接地面平行，裂缝受水平电场Ey的激励。
Ey沿裂缝是均匀分布的(即沿x均匀分布)。
裂缝的激励场Ey可以等效为沿x方向的磁流。
磁流密度，其中为裂缝面的法向单位矢量(沿z方向)。
考虑接地板的反射影响，则源的磁流密度，由于裂缝宽度h<<λ，所诀y沿y方向也是常数，故相应的磁流Im可写为于是裂缝的辐射就等效为磁流强度Im相同的一系列磁基本阵子沿着x轴排列的连续阵的辐射。
四微带天线的优缺点与应用与普通微波天线相比，微带天线有如下优点：(1)体积小，重量经；(2)平面结构，并可制成与导弹、卫星等表面相共形的结构；(3)馈电网络可与天线结构一起集成，适合于用印刷电路技术进行大批量生产；(4)能与有源器件和电路集成为单一的配件；(5)便于获得圆极化，容易实现双频段、双极化等多功能工作；(6)没有作大的变动，天线既能很容易地装在导弹、火箭和卫星。
(7)天线的散射截面较小；(8)稍稍改变馈电位置就可以获得线极化和圆极化(左旋和右旋)。
(9) 微带天线适合于组合式设计(固体器件，如振荡器、放大器、混频器、功分器、移相器、可变衰减器、调制器、开关等可以直接加到天线基片上)；(10)馈线和匹配网络可以和天线结构同时设计和加工。
但是与通常的微波天线相比，微带天线也有一些缺点：1) 频带窄；2) 有导体和介质损耗，并且会激励表面波，导致辐射效率降低；3) 功率容量较小，适用于中、小功率场合；4) 性能受基片材料影响大；5) 馈线与辐射元之间的隔离差；尽管如此，有一些方法可以用来减小某些缺点。
例如，采用一些宽频带技术可以有效地展宽频带；在设计和制造过程中特别注意并采取一些措施就可抑制或消除表面波。
在许多实际设计中，微带天线的优点远超过它的缺点。
甚至在仍被认为是微带天线发展幼年时期的80年代时，微带天线已有多种成功的应用。
随着微带天线的继续研究和发展以及日益增多的使用需求，可以预料，对于大多数的应用，它将最终取代常规的天线。
在一些显要的系统中已经应用微带天线的有：卫星通讯；多普勒及其它雷达，无线电测高计，指挥和控制系统导弹遥测；武器信管；便携装置；环境检测仪表；复杂天线中的馈电单元；卫星导航接收天线；生物医学辐射器；等等。
相信随着对微带天线应用可能性认识的提高，以及各种电路系统对天线的小型化集成化要求的提高，微带天线的优点日益凸显，其应用场合将会继续增多。
五微带天线的分析方法微带天线的分析方法有很多，但是大体上可以分为解析方法和数值方法两大类。
第一类方法基于围绕贴片边缘的等效磁流分布来计算辐射场，包括传输线模型、腔体模型、多端网络模型等。
而第二类方法基于贴片和地板上的电流分布来计算辐射场，包括矩量法、有限元法和时域有限差分法等。
1 解析方法天线问题的严格分析是一个电磁场边值型问题，需要根据其边界条件确定麦克斯韦方程的特解。
因此微带天线的严格分析将是非常复杂的，而通常根据微带天线的实际特征做某些方面的假设和近似进而得出分析模型则不失为一种简单有效的处理手段。
由麦克斯韦方程的不同解法发展了多种分析微带天线的解析方法，这里我们主要介绍以下三种模型，它们由于其简单实用而在规则贴片天线的分析中获得了广泛的应用。
a.传输线模型传输线模型很简单，并且有助于理解微带天线的基本特性，因此首先介绍这种模型方法。
在这种模型中，微带贴片天线被视为场沿着横向没有变化而沿着传输线的延伸方向呈驻波分布的一个传输线谐振器。
天线的辐射主要源自两个开路终端的边缘场，因此微带天线被等效为两个相距贴片长度的缝隙，其上分布有面磁流。
利用矢量位函数便可由磁流计算出天线的远场辐射和其它的电参数。
尽管传输线模型易于使用，但是很多结构类型不能使用它来分析，这是因为它没有考虑沿着与传播方向正交的方向上场的变化。
b.腔体模型如果说传输线模型因为有场沿传输线横向无变化的限制而只是微带天线在一维下近似的话，那么腔体模型就可以称为二维近似。
因为腔体模型基于一维电小的基本假设（即介质基片的厚度远小于波长），将微带贴片与地板之间的空间等效为上下是电壁而四周是磁壁的谐振空腔。
在腔体中，场沿基片厚度方向保持不变，并且它是该等效的二维谐振器中所有谐振模式之和。
天线的远场辐射及其它电参数可以通过空腔四周的等效磁流来得到。
c.多端网络模型多端网络模型实际上是腔体模型的一种拓展，在这种模型中，贴片被等效为一个具有多个端口分布在贴片四周的二维平面网络。
通过二维格林函数可以计算出该网络的多端阻抗矩阵，再添加一个等效的边缘导纳网络，便可以将边缘场和辐射场联系起来，然后利用分割方法计算出全局阻抗矩阵，由贴片四周的电压分布得到等效磁流分布，再由等效磁流计算出辐射场。
利用等高线积分技术可以使其在不规则形状的贴片天线中获得应用。
2 数值方法虽然以上介绍的解析方法具有简洁性和较为明确的物理意义，但是它们不能用来分析任意形状的微带天线，同时微带天线工程精确度的提高也对以上简化模型分析方法提出了考验。
然而计算机技术的发展给微带天线的分析带来了新的思路，即依据微带天线的电磁场边值问题，将求解麦克斯韦微分方程转化为利用计算机来求解矩阵代数方程。
由此也产生了多种数值方法，它们各具有一些优缺点和适用性，这里我们仅介绍几种典型的分析方法。
矩量法分析微带天线的基本思想是利用并矢格林函数建立关于微带贴片和地板上的表面电流的积分方程，然后利用函数展开法将此积分方程转化为矩阵方程，利用计算机便可得出近似解。
矩量法因为考虑了贴片周围的物理边界的边缘场而具有较高的精度。
b.有限元法有限元法的原理是先将整个连续求解区域划分为很多小的离散单元（如在二维结构中选取三角形单元，在三维结构中选取四面体单元等），在子域中将未知函数（如电磁场量、位函数或电流等）表示为子域基函数的插值，根据变分原理或迦略金方法便可建立一个关于未知函数展开系数的矩阵方程，利用计算机便可方便求解该代数方程。
有限元法因为离散单元选择的灵活性而具有模拟任意形状的优点，但是其求解精度要受求解区域剖分精细程度的影响。
c.时域有限差分法时域有限差分法的基本思想是把求解空间进行离散化，并将麦克斯韦方程中的电磁场量进行时间和空间的离散化，由此将麦克斯韦微分方程转化为关于电磁场量的时域差分方程。
选取合适的场初值（或激励源）和计算空间的边界条件，便可以得到包括时间变量的麦克斯韦方程的四维数值解，通过离散傅里叶变换还可以得到三维空间的频域解。
时域有限差分法的优点是其离散比较简单（空间网格大小一致、时间步长恒定），并且通过离散傅里叶变换可以方便的得到其在宽带X围内特性。
但是其数值解的稳定性要受时间步长和空间步长的限制。