有限元区域分解技术分析阵列天线辐射特性(3)
1.2 研究历史和现状
1.3 本文的内容安排
论文正文分为吹冰章：
第二章首先介绍了有限元区域分解法的基本原理及计算公式，然后使用有限元区域分解法将3×3的微带阵列分解成九个典型子域，再对这九个典型子域进行周期扩展得到4×4的微带阵列共16个子域，节省了LU分解所占内存及时间，简化了大型阵列天线的分析求解。
第三章首先介绍了微带天线的基本概念，优点及其应用领域，再根据天线的设计指标，已知参数及公式计算出天线建模所需的所有参数，然后使用HFSS软件进行建模及优化分析直至微带阵元天线谐振频率达到要求的2.45GHz。之后对微带阵元天线沿x，y轴进行规则扩展排布形成3×3,5×5微带阵列天线，发现天线的增益明显增大。
第四章在阵列天线的分析上采用了一种新的分析方法，当天线阵模型较大时，在HFSS建模中不需要将整个天线阵的模型都创建出来，只需先创建单个阵元模型，然后通过设置Floquet激励端口以及分配主从边界条件就可以模拟任意阵元数目的天线阵。
第五章首先介绍了波导缝隙天线的基本概念，优点及其应用领域，再根据天线的设计指标，已知参数及公式计算出天线建模所需的所有参数。然后使用HFSS软件进行建模及缝隙谐振长度的优化。之后在波导缝隙阵元的基础上建立具有20个缝隙的宽边驻波波导缝隙阵并分析其辐射特性，满足波导缝隙阵天线使用场合低副瓣要求。
第吹冰章总结了本次论文的主要工作，并且提出了今后的一些研究方向。
2 有限元区域分解法分析天线阵列的辐射特性
2.1 引言
本章首先介绍有限元区域分解法的基本原理和公式，然后结合微带阵列天线具体演示了如何使用有限元区域分解法通过对九个典型子域（3×3阵列）进行进行周期扩展来模拟N×N的天线阵列。
2.2 有限元区域分解法基本原理
区域分解法根据子区域边界的网格离散方式可以分为共形区域分解法以及非共形区域分解法。共形区域分解法要求要求相邻子区域分界面上的网格划分必须一致，这样就只能分析一些形状简单规则的目标。相反，非共形区域分解法设定相邻子区域各自具有独立的分界面，则相邻界面的网格剖分可以不共形。非共形区域分解法是传统区域分解法的进步与发展，在解决复杂边界及媒质时更加灵活高效。本章就以非共形区域分解法为例阐述有限元区域分解法的基本原理。
如图2.1所示，我们先来分析一个简单的只具有两个不重叠子域的模型。
图2.1 非共形区域分解法的包含两个子区域的示意图
将一个整体区域分为 和 两个子区域，子区域相邻的表面分别用 和 表示，并用 和 分别表示两个表面的法向量。
每个子域都须满足矢量波动方程：
(2.2.1)
每个子域的表面 都要满足理想电壁边界条件：
(2.2.2)
每个子域的表面 都要满足理想电壁边界条件：
(2.2.3)
在相邻子区域分界面上引入Robin边界传输条件：
(2.2.4)
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