长波通信天线末端电场强度分布数值计算研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

长波通信作为一种重要的无线电通信方式，具有覆盖范围广、传播损耗低、绕射能力强等优点，在远距离通信、水下通信、导航和定位等领域具有不可替代的应用价值。

天线作为长波通信系统的关键组成部分，其性能直接影响着通信质量。

天线的末端电场强度分布是评估天线性能的重要指标之一，它直接关系到通信距离、信号强度以及通信系统的稳定性。

2. 本选题国内外研究状况综述

长波通信天线的研究一直受到国内外学者的广泛关注。

近年来，随着计算电磁学的发展，数值计算方法被广泛应用于天线分析和设计中。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.长波通信天线理论基础:研究麦克斯韦方程组、边界条件以及长波传播特性等基本理论，为电场强度分布数值计算提供理论依据。

2.数值计算方法研究:研究矩量法、有限元法、时域有限差分法等常用的电磁场数值计算方法，分析其优缺点，并选择合适的计算方法进行长波天线末端电场强度分布的数值计算。

3.长波天线模型建立与仿真:根据实际应用需求，建立精确的长波天线模型，并设置仿真环境参数，利用选定的数值计算方法进行仿真计算，得到天线末端电场强度分布数据。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值计算和仿真验证相结合的研究方法。

首先，通过查阅国内外相关文献，了解长波通信天线的研究现状，掌握长波通信天线的基本理论，包括麦克斯韦方程组、边界条件、长波传播特性等，为后续研究奠定理论基础。

其次，研究矩量法、有限元法、时域有限差分法等常用的电磁场数值计算方法，分析比较各种方法的优缺点，并根据本研究的特点选择合适的数值计算方法。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.系统研究长波天线末端电场强度分布:不同于以往研究主要关注天线阻抗、方向图等性能指标，本研究着重分析天线末端电场强度分布，为评估长波通信系统性能提供更直接的依据。

2.结合多种数值计算方法进行分析:综合运用矩量法、有限元法、时域有限差分法等方法，分析比较其优缺点，并选择最适合的方法进行计算，提高结果的准确性和可靠性。

3.分析复杂环境对电场分布的影响:将考虑实际应用场景中的地面、海水等因素对电场分布的影响，使研究结果更贴近实际情况，更具应用价值。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1. 黄勇，刘克，徐锐，等. 基于改进遗传算法的长波天线优化设计[j]. 电子技术应用, 2023, 49(1): 1-6.

2. 邓晓峰，刘少斌，周建. 一种基于矩量法的长波天线阻抗计算方法[j]. 现代电子技术, 2022, 45(17): 24-28.

3. 张雷，王建国，刘畅. 长波通信天线近场电场分布特性研究[j]. 天线技术, 2021, (6): 63-67.