基于特征模理论的高增益定向电小天线研究

来源 :西北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangxiding138
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高增益定向电小天线在一些通信系统中发挥着重要作用。随着通信设备的小型化,预留给天线设计的部分也越来越有限,更增加了设计难度。以往高增益定向电小天线的设计主要采用常规优化方法,即通过尝试,反复进行“确定馈电位置→改变天线结构”这一过程,直至达到性能要求。该方法主要依赖于设计者的经验,并且馈电位置的设定限制了天线设计的自由度。根据特征模理论,任意天线的表面电流分布可表示为特征电流的加权叠加。特征模本身具有的物理特性有助于天线的分析和设计。本文利用特征模理论对高增益定向电小天线进行了研究,为其提供了一种新的分析与设计方法。主要内容概括如下:
  1.研究了高增益定向电小天线的特征模特性,研究了特征远场的点对称特性,提出了一种基于特征模的针对该类天线的设计方法。
  通过研究高增益定向电小天线的特征模特性,发现电小天线至少需要激励两个特征模才能实现定向辐射。为了验证该现象的合理性,通过坐标变换,采用天线阵列原理,推导得出了特征远场的点对称关系,发现在合适的激励条件下,特征远场能够加权叠加实现定向辐射。根据上述分析,提出了一种基于特征模的针对该类天线的设计方法。
  2.推导并验证了天线参数的特征模表达式,推导得出了最大可得方向性系数,提出了任意导体超方向性特性定量分析方法。
  根据上述设计方法,首先推导和验证了天线方向性系数、辐射效率、Q值的特征模表达式;通过求解方向性系数的最大值,得出了任意导体的最大可得方向性系数(Da)。通过分析导体的Da、辐射效率和Q值,提出了任意导体超方向性特性定量分析方法。该方法可针对任意导体进行分析,相比于文献中基于球面模的仅能针对球体进行分析的方法,具有明显优势。对定向电小天线导体的超方向性特性进行研究,给出了一种通过加载单个馈电以激励两个模式的设计方案。
  3.研究构建了与馈电位置无关的优化目标函数,设计了形状优化高增益定向电小天线,实现了一种基于特征模的形状优化设计方法。
  根据上述设计方案,为使电小导体获得达到Da的方向图并同时具有定向辐射特性,首先建立定量表达式,推导得出了基于特征模的严格优化目标函数,并通过合理近似构建了简化目标函数。该简化目标函数与馈电无关,可用于该类天线的形状优化设计。根据天线辐射效率的特征模表达式,推导得出了辐射效率优化目标函数,将其与上述简化目标函数结合,构建了与馈电位置无关的高增益定向电小天线形状优化目标函数。利用该目标函数进行优化实验,成功实现了增益趋近于Da所对应的增益的定向电小天线设计,实现了一种基于特征模的形状优化设计方法。
  4.对形状优化高增益定向电小天线进行了实际测量,验证了基于特征模的形状优化设计方法的有效性与实际可行性。与传统设计不同,该方法只需针对导体形状进行优化,馈电位置由优化所得导体的特征电流分布进行确定,有助于有效利用有限设计区域获得天线高增益特性,为高增益定向电小天线提供了一种新的设计途径。
其他文献
[摘 要] 阅读教学作为语文课堂最常用的教学模式,关系着学生语文素养的提高。如果把目光聚焦到课堂上,可以发现阅读教学中仍存在很多问题,学生并没有真正学会“怎么学”,学习效果并不好。文章从语文阅读“教学合一”的现状分析及矫正策略等方面探讨阅读教学中该如何有效地解决学生“怎么学”的问题。  [关键词] “教学合一”;背离现象;语文阅读  [作者简介]苏亚(1989— ),女,江苏苏州人,苏州科技城西
期刊
[摘 要] 文章阐述中小学生的学习现状并分析其原因,提出减轻学生负担的措施:引导家长树立正确的教育观,引导学生形成正确的学习观,实施精准教学。此外,文章重点探讨基于信息融合的精准教学模式,以期促进“中小学生负担太重”问题的有效解决。  [关键词] 精准教学;减负增效;中小学  [作者简介]陈世勇(1975— ),男,江西进贤人,南昌大学附属中学红谷滩分校,高级教师,江西省特级教师,研究方向为教育
期刊
[摘 要] “理顺教考关系,实现‘以考促教、以考促学’”是高考改革的一个重要目的。教师在平时试题命制中恰当地使用原题,有利于实现“教—学—考”全流程各个环节无缝衔接、良性互动,是落实“引导教学”这一核心功能的基本手段。文章从原题使用依据与使用策略两个方面加以分析,以期达到高中语文“教—学—考”一体化的效果。  [关键词] 高中语文;高考;原题  [作者简介]李观福(1975— ),男,江西于都人
期刊
[摘 要] 小学语文阅读教学并不仅限于教学生阅读方法,生字词语的读写需要教,句子的积累理解需要教,学生回答问题时应训练口语交际能力,还有读写结合中的写作教学。在不同学段需要聚焦各自阅读教学的重点目标,以求逐渐形成自主阅读本领,培养学生终身受用的阅读能力,让阅读能力成为支撑学生语文核心素养的关键所在。  [关键词] 阅读教学;教学目标;语言训练  [作者简介]汪东玮(1978— ),女,江苏启东人
期刊
[摘 要] 在初中语文教学中,培养学生的语感是教学目标之一。对学生进行语感培养,有助于学生构建语文思维。为了实现培养学生语感的教学目标,在阅读教学中,教师应结合教学经验,分别从花样朗读、自主细读、鉴赏阅读、延伸阅读四个方面着手培养学生的语感。  [关键词] 初中语文;语感;阅读教学  [作者简介]赵静(1977— ),女,河北鹽山人,盐山县第二中学,高级教师,研究方向为初中语文教学。  阅读,是
期刊
[摘 要] 散文阅读学习方法众多,教师在具体筛选和设计时,不仅要充分考虑学生学力基础实际,还要从散文内容、表现形式、语言特点、蕴含哲理等方面展开深度研究,以便做出有针对性的引导,让学生顺利进入阅读环节,在不断感知和体悟中走进散文的核心,自然地建立完善的阅读认知。  [关键词] 初中语文;散文阅读;路径选择  [作者简介]邹健(1982— ),男,江苏江阴人,江阴市华士实验中学,一级教师,研究方向
期刊
[摘 要] 在实施小学阶段的小古文教学时,教师除了要关注诵读积累以外,还应重视文意理解、思维发展、主旨挖掘及迁移运用。文章重点介绍小学阶段小古文教学的四种方法:文白对照、知人论世、启迪想象、创意改写。  [关键词] 小学语文;小古文;部编版  [作者简介]黄春青(1982— ),男,江苏南京人,南京市小行小学,高级教师,研究方向为小学语文教学。  一、文白对照  (一)文白互译  文白互译就是通
期刊
[摘 要] 小学语文中年级起步教学在原有的“口语交际”和“学习园地”的基础上,增加了“习作”,意味着对小学生的语文应用能力的培养有了更高的要求。但是,小学生初次根据历史积累进行习作,不可避免地存在审题立意不得其法、行文方向不清晰、措辞造句不严谨准确、书写速度及习作篇幅不足等问题,面对诸如此类的问题,必须发挥语文教师引领者的作用,重视小学中年级学生的心理特征,立足教材,整合所在区域的内外部资源,循序
期刊
[摘 要] 小学阶段是教育发展的重要阶段,也是启蒙阶段。在小学的教学过程中,语文一直都是教学的重要内容。语文教学的内容范围十分广泛,其中写话教学是语文教学的重点。在小学低年段的语文教学中,写话教学一直都是教师思考的重要方向,对于语文整体教学有着重要意义。教师应充分了解写话教学的现状,对教学中的问题进行深入分析,因材施教地找寻合适的教育方法。  [关键词] 小学低年段;写话教学;有效策略  [作者简
期刊
[摘 要] 略读课文的核心价值在于将精读课文中所积累的阅读方法进行迁移,引导学生在训练和巩固的过程中进行拓展练习。因此,略读课文的教学应在充分理解编者意图的前提下,通过深入解读导读提示、整体把握文本结构、“解构”文本的布局、链接课堂内外资料,提升学生的自主阅读能力。  [关键词] 略读课文;导读提示;延伸阅读  [作者简介]钱枭(1994— ),男,江苏苏州人,苏州市吴江区盛泽实验小学,二级教师
期刊