在Garbacz的博士论文中,特征模理论被首次提及。Garbacz认为,在任何形态的导体表面,都可以定义一组相互正交的具有导体固有属性的特征模式,这些特征模式的本身具有收敛性以及完整性。但是在他的论文中,没有提及特征模式的计算方式,并给出相应的公式。78053

1971年,Harrington依据矩量法,在导体表面定义了几组具有在无限远球面上正交的特征场的特征的特征电流,从而给出了特征模的计算方式。Harrington在接下来一年中将这个计算方式延伸到了介质当中。后来这种特征模的计算方式被称为经典特征模。经典特征模理论之中的特征值拥有很重要的作用,可以用于分析并帮助设计天线,从而被广泛的应用于天线的设计和优化过程之中。但是这种方法存在一定的局限性,即计算过程过于繁琐,如:要求算子一定为Hermitian算子。

1978年,Inagaki对Harrington理论进行了一定的优化,相对与Harrington的经典特征模理论的正交方式,广义Inagaki理论的特征模表面电流在源区正交,它的特征场可以在任何位置正交。

1989年,一种双正交模被曹伟所定义,双正交模具有与其他模理论不同的独特性,这种特征模式有着两两模式在同一组模式之中不具有正交特性,只有两组之间才存在正交特性的特点。这种特性被称作双正交特性。这种特性具有着不需要计算中的算子必须有对称性的优点。从而在天线设计中,此方法具有着更好的灵活性。1990年,刘兑现提出一种更加优化的广义特征模理论,这种理论可以优化计算过程,减小了的计算量,从而减少了设计中的计算时间,加快了设计速度。特征模理论具有着明确的物理意义。此理论可以用来帮助设计天线,从根本上对天线的辐射原理进行更加直观的解释。所以,这种理论一经提出就被广泛的应用在天线的设计过程中。论文网

Harrington运用特征模理论表示出来所想要得到的散射截面方程,首先设计出想到得到的闪射截面的特征电流,再通过选择端口个数以及位置等方式让特征电流变为主要的谐振方式,从而达到抑制高次模式,表示出所想达到的散射截面的效果。

1980年,Newman以及Garbacz开始运用特征模理论研究接线头问题,1982年,他们晕了在天线的形状的设计过程之中运用了特征模理论作为指导方式。1987年,特征模理论被Kaban应用于对缝隙天线的和设计和分析中。

1994年,Austin特征模理论应用于对车载NVIS天线的分析过程中。在1998年,Austin运用特征模理论优化出了一种全新的车载线天线,这种天线的最大特点是它的方向图垂直向上。此天线通过运用期望方向图以及通过特征模计算所得到的方向图做内积的方法来求得所需的特征模,这些组合被用于合成所需的方向图。在优化期望的车载天线的过程中,通过观察特征电流的幅度以及相位信息,从而达到寻求最优解以及优化天线的目的。

以上的介绍之中,虽然在天线的方向图设计中,特征模理论有着深刻的物理意义和指导作用,但是这些天线仅仅限制在线天线的范畴之内,并且对于方向图的设计和控制也仅仅是利用控制端口的数目来做到。所以,如果将这种理论运用在移动台适用的平面紧凑型方向图可重构天线的设计中,会有很大的局限性。

为了克服解决这些局限性,吴炜霞于2005年在其博士论文中提到了这种问题的解决方法以及应用,即关于特征模理论在平面紧凑型方向图可重构天线中的应用。

2010年khaledA。obeidat在他的博士论文中提到,将在带宽天线的设计与分析中使用特征模理论作为指导和帮助方法。通过将特征模理论运用于天线上,并确定所需的馈电端口个数以及位置,从而在特定的频率宽度内激励起特定的特征模式,并且削弱多余的特征模式。通过这种方法可以达到延展天线带宽的目的。

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