基于FDTD算法的宽带小型化移动通信天线设计

本篇论文标题为《基于FDTD算法的移动通信天线设计》，作者是王卉，专业背景为信息与通信工程，由单志勇副教授指导，撰写于2014年11月，隶属于东华大学。论文针对现代移动通信领域中内置手机天线设计面临的挑战，着重研究如何设计一种兼具宽带和小型化的平面单极子天线。 设计的核心目标是解决小型化与宽频带的平衡问题。通过在天线顶部加载金属圆盘，并对寄生贴片进行开槽处理，作者探究了槽宽度、加载圆盘、套筒和介质矩形尺寸等因素对天线性能的影响。此外，论文采用了电压源馈电技术以及高斯脉冲来驱动天线，使其能够在824~960MHz和1.71~1.88GHz的宽频段内稳定工作，适用于手机内部的移动通信需求。 在天线设计的分析过程中，作者运用了时域有限差分法（FDTD）算法，这是一种数值模拟方法，用于精确预测电磁场在空间和时间上的分布。FDTD算法的高效性和准确性对于天线设计至关重要。论文利用MATLAB进行可视化分析，并将其结果与ANSYS HFSS（高频结构仿真软件）的仿真结果进行了对比，从而优化了天线的频带宽度，提供了三维输出模型的深度解读。 通过计算机仿真实验，论文验证了FDTD算法在计算单极子天线设计中的有效性与优越性，这表明这种方法在现代无线通信领域具有广阔的应用前景。论文的关键词包括平面单极子、时域有限差分法、HFSS仿真、MATLAB仿真以及优化设计，这些关键词反映了研究的核心技术和方法论。 这篇论文不仅深入探讨了移动通信天线的设计策略，还展示了FDTD算法在天线设计中的实际应用和优化潜力，为相关领域的研究者提供了有价值的参考案例和理论支持。