摘要微带天线已经在很多领域被广泛接受和追捧，可见它的应用价值之高。FDTD算法自被提出至今，一直是研究天线，电磁方面的最出色的方法之一。经过微带贴片及馈线设计，完成设计一个微带天线。然后使用FDTD方法，经过设置其激励源，规定边界条件，利用PML理想匹配层等，并进行工程设计和编程计算，编写出FDTD程序，根据近远场的转换，计算出微带天线的各项特性。微带天线中心频段35GHz，增益>7dB，驻波<1.5。最终计算所得的天线方向图，驻波曲线与理论很接近，也验证了FDTD方法是便于研究及分析天线特性的方法之一。64461

毕业论文关键词：  微带天线  FDTD算法  天线方向图   驻波曲线

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title  Design and simulation method of FDTD to microstrip antenna

Abstract Microstrip antenna has been widely accepted in many areas and we can find its application value. Since FDTD algorithm was put forward,it has been one of the best ways for the study of antenna and the electromagnetic .

We will complete the design of a microstrip antenna through the design of microstrip patch and feed. Then we’ll use FDTD method, after setting the excitation source, boundary conditions, using the PML ideal matching layer and so on, and carry on using the engineering design and programming calculation, write the FDTD program. According to near-zone to far-zone transformation, we can calculate the various characteristics of the microstrip antenna. The center frequency of microstrip antenna is 35 GHZ, gain > 7 db, VSWR < 1.5. Final calculation of the antenna pattern, antenna pattern and the standing wave curve is very close to the theory, and we validate that the FDTD method is perfect method to facilitate to researching and analyzing characteristics of the antenna.

Keywords：  microstrip antenna  FDTD  Antenna pattern  standing wavecurve

1  绪论 1

1.1  FDTD简介 1

1.2  微带天线简介 2

1.3  本文的工作安排 4

2  FDTD的基本技术 5

2.1  Yee网格 5

2.2  源的设置 11

2.3  理想匹配层 16

2.4  近-远场转换 18

3  FDTD分析微带天线 23

3.1  微带天线的模拟 24

3.1.1  问题的描述 24

3.1.2  建模材料 26

3.1.3  源 27

3.1.4  边界条件 28

3.2  计算S11 28

3.3  方向图的计算 31

结  论 35

致  谢 36

参考文献 37

1  绪论

近年来，随着计算机技术的成熟以及普及，使得对于天线特性的研究方法越来越多，也越来越简便。本章节主要认识一下需要接触的FDTD算法和本课题研究的微带天线。以及简述下本文的工作安排。

1.1  FDTD简介

FDTD也称为时域有限差分法，K. S. Yee于1966年在AP上发表了一篇论文,之后 FDTD 便建立起来，而后也被称为Yee网格空间离散方式，经历了二十几年的发展，期间Maloney和Smith在1992年提出了阻抗边界条件，Berenger在1994年提出了完全匹配层的概念，随后FDTD才逐渐走向成熟。上世纪80年代后期以来FDTD算法进入了一个崭新的发展阶段，是一个由成熟到接受到被应用的新纪元。