| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 主要符号表 | 第19-20页 |
| 1. 绪论 | 第20-34页 |
| 1.1. 天线系统简介 | 第20-24页 |
| 1.1.1. 天线的功能与基本结构形式 | 第20-22页 |
| 1.1.2. 天线结构的小型化与多/宽频化的设计需求 | 第22-24页 |
| 1.2. 结构优化设计方法概述:基于人工密度法的结构拓扑优化设计方法 | 第24-27页 |
| 1.3. 天线结构优化设计研究现状 | 第27-32页 |
| 1.3.1. 基于分形理念的天线结构优化设计 | 第27-28页 |
| 1.3.2. 基于尺寸、形状优化的天线结构优化设计 | 第28页 |
| 1.3.3. 基于拓扑优化的天线结构优化设计 | 第28-32页 |
| 1.4. 本文主要研究内容 | 第32-34页 |
| 2. 基于拓扑优化的天线结构设计的问题提法 | 第34-53页 |
| 2.1. 拓扑优化设计模型 | 第35-36页 |
| 2.2. 控制方程的数值求解方法 | 第36-51页 |
| 2.2.1. 有限元法 | 第37-38页 |
| 2.2.2. 时域有限差分法 | 第38-39页 |
| 2.2.3. 矩量法 | 第39-41页 |
| 2.2.4. 基于矩量法的天线系统数值仿真分析 | 第41-49页 |
| 2.2.5. 关于矩量法求解效率的数值考量 | 第49-51页 |
| 2.3. 伴随法灵敏度分析 | 第51-52页 |
| 2.4. 本章小结 | 第52-53页 |
| 3. 基于矩量法的金属天线拓扑优化设计方法 | 第53-71页 |
| 3.1. 引言:探地雷达天线的小型化设计 | 第53-55页 |
| 3.2. 优化设计问题 | 第55-63页 |
| 3.2.1. 目标函数 | 第55-57页 |
| 3.2.2. 设计变量 | 第57页 |
| 3.2.3. 适用于矩量法分析的天线结构拓扑构型的模型化方法 | 第57-60页 |
| 3.2.4. 控制方程的数值求解 | 第60-61页 |
| 3.2.5. 优化模型与灵敏度分析 | 第61-63页 |
| 3.3. 数值算例 | 第63-68页 |
| 3.3.1. 确定非导体材料的附加电阻阈值 | 第63-65页 |
| 3.3.2. 小型化天线拓扑优化设计 | 第65-66页 |
| 3.3.3. 设计结果的性能表征 | 第66-68页 |
| 3.4. 残留灰度单元对于设计结果性能的敏感性问题 | 第68-70页 |
| 3.5. 本章小结 | 第70-71页 |
| 4. 基于正切型材料插值模型的金属天线拓扑优化设计方法 | 第71-89页 |
| 4.1. 引言 | 第71页 |
| 4.2. 优化设计问题 | 第71-74页 |
| 4.2.1. 修正目标函数:天线效率最大化 | 第71-73页 |
| 4.2.2. 拓扑优化设计模型与灵敏度分析 | 第73-74页 |
| 4.3. 正切型材料插值模型 | 第74-80页 |
| 4.4. 数值算例 | 第80-88页 |
| 4.4.1. 指数型材料插值模型的失效性 | 第80-82页 |
| 4.4.2. 基于正切型材料插值模型的金属天线拓扑优化设计 | 第82-83页 |
| 4.4.3. 灰度单元残留的原因及合理的阈值后处理技术 | 第83-88页 |
| 4.5. 本章小结 | 第88-89页 |
| 5. 金属天线拓扑优化设计的TIPS方法 | 第89-117页 |
| 5.1. 引言 | 第89-90页 |
| 5.2. 阈值后处理技术的盲目性问题 | 第90-93页 |
| 5.3. 优化问题的自惩罚格式 | 第93-103页 |
| 5.3.1. 自惩罚格式所应满足的准则 | 第93-96页 |
| 5.3.2. 动态增加惩罚因子的优化策略 | 第96-103页 |
| 5.4. 关于细节结构特征的处理方法 | 第103-112页 |
| 5.4.1. 线形密度过滤方法的失效性 | 第103-106页 |
| 5.4.2. 周长约束法 | 第106-111页 |
| 5.4.3. 关于网格相关性的数值考量 | 第111-112页 |
| 5.5. 特定工作频带的单极子天线拓扑优化设计 | 第112-116页 |
| 5.6. 本章小结 | 第116-117页 |
| 6. 双频微带天线拓扑优化设计 | 第117-133页 |
| 6.1. 引言:双频微带天线 | 第117-119页 |
| 6.2. 优化问题概述 | 第119-127页 |
| 6.2.1. 设计参数化 | 第119-120页 |
| 6.2.2. 优化设计模型 | 第120-122页 |
| 6.2.3. 控制方程的求解 | 第122-125页 |
| 6.2.4. 灵敏度分析 | 第125-127页 |
| 6.3. 双频微带天线拓扑优化设计实例 | 第127-130页 |
| 6.4. 实验验证 | 第130-132页 |
| 6.5. 本章小结 | 第132-133页 |
| 7. 结论与展望 | 第133-136页 |
| 7.1. 结论 | 第133-134页 |
| 7.2. 创新点摘要 | 第134-135页 |
| 7.3. 展望 | 第135-136页 |
| 参考文献 | 第136-147页 |
| 攻读博士学位期间科研成果 | 第147-148页 |
| 致谢 | 第148-149页 |
| 作者简介 | 第149页 |
