【正文】 章小結(jié) ....................................................................................................24第 4 章 線天線電磁特性 ................................25 天線的輻射機(jī)理 ........................................................................................25 天線的主要特性參量 ................................................................................26 單極半波振子仿真 ....................................................................................31 本章小結(jié) ....................................................................................................34第 5 章 汽車天線的電磁仿真 ............................35 汽車車載天線的電磁兼容問題 ................................................................35 車載天線的仿真與分析 ............................................................................35 汽車天線的布局分析 ................................................................................38 結(jié)論 ............................................................................................................44 本章小結(jié) ....................................................................................................44第 6 章總結(jié) ...........................................456．1 主要工作及成果 .....................................................................................456．2 需要進(jìn)一步研究的問題 .........................................................................45第 1 章緒論本章主要介紹論文的研究背景及國(guó)內(nèi)外情況，研究?jī)?nèi)容及其應(yīng)用意義，最后，介紹論文的結(jié)構(gòu)安排?！娟P(guān)鍵字】電磁環(huán)境，天線，仿真【論文類型】系統(tǒng)設(shè)計(jì)Title:Telematics—Construction and analysis of automotive electromagic environmentABSTRACTWith respect to the plexity of Electromagic environment on automobile, we construct and analyze Electromagic model on automobile based on simulation software with particularity of the antenna design and distribution analysis over an automobile outfigure. We put study focus on the carcarried monopole antenna in specific for the frequency at 100MHz. For that, Feko, a 3D Electromagic simulation suite in the theory of Moment of Method (MoM), is adopted to figure out antenna characteristics, revealing parameters such as S11 and radiation patterns, which verify that body construction of an automobile will do affect antenna and antenna performance. The optimal place for antenna mount on an automobile is forwarded through making parison of monopole antenna’s performance on different automobile places with emphasis on the variation of radiation characteristics. The study es forward some data and analysis method which is virtually with significant meaning for the real application.【Key words】Electromagic environment, Antennas, Simulation【Type of Thesis】System design引言隨著科技的進(jìn)步，人類社會(huì)已步入信息社會(huì)。課題的研究目的就是利用計(jì)算機(jī)數(shù)值仿真技術(shù)預(yù)測(cè)車載天線電磁特性受車體的影響情況。工作組研究的內(nèi)容主要是:①CAD 建模。第六章最后是工作總結(jié)及作者對(duì)后續(xù)研究工作的展望。(B B )=0 (210)12 n格林函數(shù)一般用 G(r, )表示，它代表 處的一個(gè)單位正點(diǎn)r?r?源在 r 處產(chǎn)生的效果。選擇冪函數(shù)構(gòu)成的系列為基函數(shù)，令 （n=1,2，….，N） （243）1)(??nng式中，單獨(dú)項(xiàng) x 是為了保證 在 L 的定義域中，或者說是為了保證 滿足邊界g ng條件所需要的。全域基函數(shù)通常應(yīng)用的有：傅里葉級(jí)數(shù)： =cos na。十分明顯，分域基都具有“局部化”的特點(diǎn)，即其只在一個(gè)局部范圍內(nèi)不為零，其余全為零。點(diǎn)匹配的解答比伽遼金法精確度要低一些，在低階解中對(duì)匹配點(diǎn)的位置很敏感。 計(jì)算電磁學(xué)的主要方法電磁分析與電磁計(jì)算是根據(jù) Maxwell 方程，利用適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件確定所關(guān)心區(qū)域或物體內(nèi)的電磁場(chǎng)分布或電流分布，進(jìn)而給出所需要的物理參量。 現(xiàn)在有限元法己被用來求解電機(jī)、半導(dǎo)體器件、傳輸、微波及光波導(dǎo)、散射和人體對(duì)電磁能量的吸收等等多種問題。IE3D 是 Zeland 公司開發(fā)的一款用于 3D 結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)仿真優(yōu)化工具，它利用積的方式求解 Maxwell 方程組，從而解決電磁波的效應(yīng)，不連續(xù)性效應(yīng)，耦合效應(yīng)和輻射效應(yīng)問題。FEKO 還針對(duì)許多特定問題，例如平面多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)、金屬表面的涂覆等等，開發(fā)了量身定制的代碼，在保證精度的同時(shí)獲得最佳的效率。(5)運(yùn)行 p refeko,得到用于求解的模型文件 ,如出錯(cuò),需要返回 1 步重新修改模型。（1）近區(qū)場(chǎng)當(dāng) kr 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 l 即 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 時(shí)的區(qū)域稱為近區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，電r??2基本振子的電磁場(chǎng)隨時(shí)間變化外，場(chǎng)振幅與靜態(tài)電場(chǎng)表達(dá)完全相同，故近區(qū)場(chǎng)也稱準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)。下面為一副典型的 6 單元八木天線的 H 面歸一化方向圖的幾種形式如下：圖*，********************************************************圖中， 為天線的歸一化方向圖函數(shù)，其中 f(θ, )為非),(),(mfF??? ?歸一化方向圖函數(shù)。 值得說明的是，無方向性的理想點(diǎn)源天線實(shí)際是不存在的。由于反射系數(shù)使用不太方便，人們引入另外一個(gè)量，反射損耗(Return Loss)：ReturnLoss=20log( ) ?反射系數(shù) ，VSWR 與 Return Loss，是用來衡量天線匹配優(yōu)劣的三個(gè)參量，三個(gè)參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，使用哪一個(gè)純屬于個(gè)人習(xí)慣。當(dāng)接收天線的極化方向與來波的極化方向完全正交時(shí)，例如用水平極化的接收天線接收垂直極化的來波，或用右旋圓極化的接收天線接收左旋圓極化的來波時(shí)，天線就完全接收不到來波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱極化完全隔離。本章介紹了天線輻射的機(jī)理及表征天線性能的相關(guān)電參數(shù)的基本原理，并對(duì)金屬板上的單極半波振子進(jìn)行了仿真。右旋圓極化波要用右旋圓極化天線來接收，而左旋圓極化波要用左旋圓極天線來接收。前面也提及到反射的產(chǎn)生是由于饋線特性阻抗與天線的不匹配引起，因此反射系數(shù)也可以表達(dá)為 從公式中可以清楚看到，天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗（一般微波傳輸 線的特性阻抗為 500Zin????歐姆）,這時(shí)天線輸入端沒有反射，能量完全給天線。 在此不需導(dǎo)出具體的天線方向性系數(shù)的公式，只需在物理概念上說明“天線輻射愈集中，方向性系數(shù)就愈大”的道理。輻射特性包括輻射場(chǎng)強(qiáng)、強(qiáng)度(場(chǎng)強(qiáng)的平方)、相位和極化。設(shè)細(xì)線電流段位于無限大的自由空間內(nèi)，若單元偶極子中的電流為 （41）)cos()(????tItim由電磁場(chǎng)原理知道，在球坐標(biāo)系中，電基本振子的電磁場(chǎng)如公式所示： （42）0rH （43）? （44）jkrerjIl???)1(sin42?? （45）jkrrEco30??? （46）jkrerkjIl ???)1(sin14320?? （47）?即為： （48）?eEr?? （49）?H式中 E 為電場(chǎng)強(qiáng)度，單位為 V/m。(2)幾何模型上設(shè)定要激勵(lì)的端口,用于后面得到相應(yīng)的網(wǎng)格模型中的端口,從而在網(wǎng)格端口上設(shè)定激勵(lì)方式。在此之前，求解此類問題只能選擇高頻近似方法。另外，邊界元法還易于處理無界場(chǎng)問題。它是基于體積離散的技術(shù)，主要用于頻域。 本章小結(jié)對(duì)于電磁場(chǎng)仿真，有效使用這些軟件必須建立在對(duì)電磁場(chǎng)理論的深刻理解之上，只有對(duì)電磁理論和使用工具深刻了解，才能正確的使用電磁仿真軟件；本章系統(tǒng)地總結(jié)了與后續(xù)章節(jié)相關(guān)的基本理論,首先詳細(xì)的介紹了麥克斯韋方程組的求解過程，包括分離變量法，Green 函數(shù)法及數(shù)值方法中的矩量法。)(x?在討論點(diǎn)匹配的問題。但是注意到 的一階導(dǎo)數(shù)仍)(nxP?為廣義函數(shù)，在矩量法中中得出的系數(shù)矩陣為奇異陣，不可求逆，除非改變內(nèi)積的定義，使算子的定義域延拓，否則不能以 為基函數(shù)。取決于不同問題的特征，可以選取不同類型的基函數(shù)。wm 也應(yīng)該是線性無關(guān)的，并依賴 f 的性質(zhì)。分離常數(shù) ， ， 中只有兩個(gè)是獨(dú)立的，其取值由xkyz具體問題的邊界條件決定。對(duì)于線性和各向同性的媒質(zhì)，本構(gòu)關(guān)系為： D= E (25)? B= H (26)? J= E (27)? 邊界條件在電磁場(chǎng)中，空間往往分布著兩種或多種媒質(zhì)，對(duì)于兩種互相密接的媒質(zhì)，分界面兩側(cè)的電磁場(chǎng)之間存在著一定關(guān)系，稱為電磁場(chǎng)中不同介質(zhì)分界面上場(chǎng)量的銜接條件。建立逼真的適合電磁仿真計(jì)算的全尺寸車體模型。測(cè)試整車的暗室尺寸為 m10 m6 m ,轉(zhuǎn)臺(tái)直徑 m ,軸距調(diào)整范圍為 2 000～3 700 mm。線天線作為車載衛(wèi)星、通信電子設(shè)備電磁能量的發(fā)射和接收端口，最有可能成為輻射干擾的干擾源和敏感體，車載平臺(tái)表面是金屬導(dǎo)體或可看作近似金屬導(dǎo)體，由于天線通常位于地面上或者附近有金屬導(dǎo)體，在天線激發(fā)的電磁場(chǎng)的作用下，地面或附近的金屬導(dǎo)體表面都要激勵(lì)起電流，而這種感應(yīng)電流也會(huì)在空間激發(fā)電磁場(chǎng)形成散射場(chǎng)或二次場(chǎng)。車載信息系統(tǒng)——汽車電磁環(huán)境建構(gòu)與分析摘 要針對(duì)汽車電磁環(huán)境的復(fù)雜性，本文討論了使用仿真軟件進(jìn)行汽車電磁環(huán)境建構(gòu)與分析，主要面向汽車天線布局設(shè)計(jì)。這種散射場(chǎng)與天線直接激發(fā)的場(chǎng)共同構(gòu)成空間場(chǎng)。歐洲各國(guó) EMC 實(shí)驗(yàn)室總計(jì)上百個(gè) ,其它擁有大型汽車 EMC 實(shí)驗(yàn)室的機(jī)構(gòu)有德國(guó)寶馬汽車公司、奧迪汽車公司、法國(guó) U