共形时域FDTD方法研究：圆锥微带天线建模与网格剖分

本文主要探讨了圆锥共形微带天线在直角坐标系下采用共形时域有限差分法（CFDTD）的建模研究。作者卢青、徐晓文和何芒来自北京理工大学电子工程系，他们针对圆锥结构的特殊性，提出了非均匀网格技术，以处理这种复杂天线结构的建模问题。研究对象是L型探针馈电的宽频带圆锥共形微带天线，通过坐标系的旋转，解决了馈电部分的模拟难题，即如何准确设置电压源和电壁边界条件。 建模过程中，作者首先将坐标系调整，使得探针与某坐标轴平行，从而简化了模拟过程。他们提供了贴片周围区域的网格示意图，详细阐述了网格剖分中的注意事项，包括可能遇到的问题及解决策略。文章特别关注了共形网格的判定方法，指出了如何判断网格是否符合共形条件，以及如何通过通用公式来获取网格的几何信息。这些方法不仅适用于圆锥共形微带天线，也对其他任意曲面共形天线的CFDTD建模具有理论指导意义。 此外，文章还提及了共形天线的优点，如良好的气动特性、可操控性和电磁兼容性，这些特性使得共形天线在军事和民用领域都具有广泛的应用潜力。然而，尽管圆锥共形微带天线在理论上和实践上都有价值，但由于技术挑战，相较于平面微带天线，其研究进展相对滞后。 共形时域有限差分法（FDTD）作为全波分析工具，在平面微带天线分析中的应用已显示出其有效性，但将其扩展到圆柱和圆球共形天线时也面临一些问题。本文的贡献在于提供了一种在直角坐标系下对圆锥共形微带天线进行FDTD建模的新方法，有助于填补这一领域的空白。 这篇文章深入研究了圆锥共形微带天线的CFDTD建模技术，为解决此类复杂天线的数值模拟提供了实用的策略和理论支持，具有很高的学术价值和实际应用价值。