线天线辐射特性的矩量法分析
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矩量法［.］是分析各种电磁散射与辐射问题的主要方法之一。在进行自然科学与工程问题的研究中，需 要求解微分方程、积分方程以及其他泛函方程的数学问题。对于边界不复杂的问题可用解析法得到精确解。 但在实际工作中却常常会遇到较复杂的边值问题，用解析法不能得到解答。!)世纪*)年代年代以来，由于 电子计算机和近代技术物理的发展更加促进了数值方法的新发展。数值法可将微分方程化为差分方程，或 将积分方程中的积分化为有限求和建立代数方程，也可将微分方程或积分方程用矩量法求解。它的基本思 想是将一个泛函方程化为矩阵方程，然后用人们熟悉的方法求解该矩阵方程。矩量法是一种误差最小的方 法。
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图# 偶极子天线
第"$卷
吴晓英，刘学观：线天线辐射特性的矩量法分析
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苏 州 大 学 学 报（工 科 版）
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参考文献
［"］ %&’&哈林登&计算电磁场的矩量法［(］&北京：国防工业出版社，")*"& ［!］ 李世智，等&电磁辐射与散射问题的矩量法［(］&北京：电子工业出版社，")*$& ［#］ 盛新庆&计算电磁学要论［(］&北京：科学出版社，!++,& ［,］ 赵家升，袁敬宏&电磁场与电磁波［(］&北京：高等教育出版社，!++#& ［$］ %&’&-.//012341&’0567849:;3.3041<=949513953>47?［(］&@AAAB%ACCC5/05?41A6583/49.215308D.E5?B0?8.3.F.=，GH，"))#& ［I］ 华夷和，徐金平，顾长青&金属载体上线天线阻抗与辐射特性的矩量法研究［H］&南京航空航天大学学报，!++!，#,（#）&
流分布。
! 计算仿真及结果
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第#期
图! 电流分布和功率辐射图（! """）
图# 电流分布和功率辐射图（! "$"）
! 结论
矩量法是研究电磁散射和辐射的主要方法之一，用矩量法研究偶极子天线的辐射特性可以计算求得天 线的电流分布，从而根据电流分布可以求得天线的各种特性。在此基础上，如何选择矩量法电流密度的基函 数，如何缩短矩量法矩阵元素的形成时间，从而提高矩量法的计算效率，将是我们要研究的方向。
由此可见，我们选择不同的! 时，所得到的电流分布图和功率辐射图形状大致相同，只不过是数值大小上有
一些变化，由于该天线是中间馈电的，所以它的功率大小是关于2%度对称的，且当它的入射角为2%度时，功
率辐射大小为零。由于"- #%4$#"／"，此时电流分布对馈电点位置的反应不太明显。
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苏州大学学报（工科版）
本文用矩量法对偶极子天线进行了分析，对天线上的电流分布用点匹配法对海伦方程［!］进行了原理的 推导，最后得到它的电流分布图和功率辐射图。从而验证了矩量法作为研究电磁问题的数值方法之一，在分 析天线的散射与辐射中能得到较好的结果。
5 矩量法基本原理［6，7］
在电磁场散射问题中，假如一金属导体其表面电流密度为!，由边界条件［1］知道，在导体表面切向电场
文章编号：.*/#0)1/2（!))"）)#0))!30)1
线天线辐射特性的矩量法分析"
吴晓英，刘学观
（苏州大学电子信息学院，江苏 苏州 !."))*）
摘 要：用矩量法对偶极子天线上的电流分布进行了分析，对电流分布的海伦方程用点匹配法进行
了求解，最后得到了天线的电流分布和功率辐射方向图。
关键词：矩量法；电流分布；功率方向图
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" 收稿日期：!))"0)#0!3 作者简介：吴晓英（.36.0），女，硕士研究生，主要研究方向为无线通信。
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苏州大学学报（工科版）
第"期
上式中!" 为待求的系数，一般为复数。当求得!" 后，便可知道总电流的幅度和相位。将式（!）代入式（"）中， 可得到
中图分类号：4(3!
文献标识码：5
4 引言
随着现代通信技术的迅猛发展，无线通讯越来越广泛，越来越多地应用于国防建设、经济建设以及人民 生活等领域。在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转变为导 波能量。用来辐射或接收无线电波的装置称为天线。天线在无线通讯中有着极其重要的作用，它的性能的 好坏直接影响到通讯质量的优劣。因此，对天线辐射特性的研究有着极其重要的作用。
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图# 偶极子天线
第"$卷
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参考文献
［"］ %&’&哈林登&计算电磁场的矩量法［(］&北京：国防工业出版社，")*"& ［!］ 李世智，等&电磁辐射与散射问题的矩量法［(］&北京：电子工业出版社，")*$& ［#］ 盛新庆&计算电磁学要论［(］&北京：科学出版社，!++,& ［,］ 赵家升，袁敬宏&电磁场与电磁波［(］&北京：高等教育出版社，!++#& ［$］ %&’&-.//012341&’0567849:;3.3041<=949513953>47?［(］&@AAAB%ACCC5/05?41A6583/49.215308D.E5?B0?8.3.F.=，GH，"))#& ［I］ 华夷和，徐金平，顾长青&金属载体上线天线阻抗与辐射特性的矩量法研究［H］&南京航空航天大学学报，!++!，#,（#）&
流分布。
! 计算仿真及结果
设天线的总长度为半个波长，半径为& #04%""5!%.-"，1% #!1，波长" #!，- #%4"$，根据公式：
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第#期
图! 电流分布和功率辐射图（! """）
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矩量法是研究电磁散射和辐射的主要方法之一，用矩量法研究偶极子天线的辐射特性可以计算求得天 线的电流分布，从而根据电流分布可以求得天线的各种特性。在此基础上，如何选择矩量法电流密度的基函 数，如何缩短矩量法矩阵元素的形成时间，从而提高矩量法的计算效率，将是我们要研究的方向。
由此可见，我们选择不同的! 时，所得到的电流分布图和功率辐射图形状大致相同，只不过是数值大小上有
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苏州大学学报（工科版）
本文用矩量法对偶极子天线进行了分析，对天线上的电流分布用点匹配法对海伦方程［!］进行了原理的 推导，最后得到它的电流分布图和功率辐射图。从而验证了矩量法作为研究电磁问题的数值方法之一，在分 析天线的散射与辐射中能得到较好的结果。
5 矩量法基本原理［6，7］
在电磁场散射问题中，假如一金属导体其表面电流密度为!，由边界条件［1］知道，在导体表面切向电场
文章编号：.*/#0)1/2（!))"）)#0))!30)1
线天线辐射特性的矩量法分析"
吴晓英，刘学观
（苏州大学电子信息学院，江苏 苏州 !."))*）
摘 要：用矩量法对偶极子天线上的电流分布进行了分析，对电流分布的海伦方程用点匹配法进行
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关键词：矩量法；电流分布；功率方向图
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苏州大学学报（工科版）
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中图分类号：4(3!
文献标识码：5
4 引言
随着现代通信技术的迅猛发展，无线通讯越来越广泛，越来越多地应用于国防建设、经济建设以及人民 生活等领域。在无线通信系统中，需要将来自发射机的导波能量转变为无线电波，或者将无线电波转变为导 波能量。用来辐射或接收无线电波的装置称为天线。天线在无线通讯中有着极其重要的作用，它的性能的 好坏直接影响到通讯质量的优劣。因此，对天线辐射特性的研究有着极其重要的作用。