表2第一组模型感应电压Uz的波形参数

模型号	天线极板边(cm)	峰值(V)	上升时间(nS)	脉宽(nS)
1	8	783	2.4	24
4	6	750	2.4	24
5	4	728	2.4	24

        (2)保持正方形天线极板的边长不边，均为8cm，改变天线极板到内部接地体的距离，当三维天线的z极化方向与入射波电场极化方向一致时，Uz的计算结果见表3。

 
图4三维天线z方向感应电压z时的域波形

 
图5入射场波形与Uz归一化波形比较

表3第二组模型感应电压Uz的波形参数

模型号	距离长度(cm)	峰值(V)	上升时间(nS)	脉宽(nS)
1	1	783	2.4	24
2	0.5	399	2.4	24
3	1.5	1145	2.4	24

 
     （3）为了研究改变导电立方体尺寸对三维测量带宽的影响，也设计一组计算模型，模型的结构参数及数值模拟的统计结果见表4。可以看出，接地极的边长的改变对天线的频率响应影响很大。

　　表4 仅改变接地体尺寸时的计算模型参数及天线频率响应数值仿真结果

序　 号	计算模型参数			频率响应
	接地极的边长(cm)	天线极板至接地极的距离(cm)	极板边长(cm)	感应电压的3dB带宽(MHz)
1	9	1.5	4	816
2	7	1.5	4	1010
3	6	1.5	4	1153
4	5	1.5	4	1376
5	4	1.5	4	1800

 
3. 结论

　　(1) 从数值模拟结果上来看，保持天线平板到内部立方体的距离不变，只改变正方形平板的尺寸大小，对感应电压影响不大；保持正方形平板的尺寸不变，改变平板到内部立方体的距离，对计算结果有很大影响，距离增加一倍，感应电压的峰值近似增加一倍。
　　（2）从感应电压的波形看，三维天线的高频响应很好，低频响应不足，需要在实际设计时对低频进行补偿。
　　（3）接地极的边长的改变对天线的频率响应影响很大，接地极的边长减小可以提高天线的带宽。

参考文献

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[2] 王长清，祝西里，“电磁场计算中的时域有限差分法”，北京大学出版社，1994.
[3] A. Taflove, Computational Electro- dynamics – The Finite- Difference Time- Domain Method, Artech House, 1995
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Vol.114, no.2, pp.185-200, Oct. 1994.
[5] B. Chen, D. G. Fang and B. H. Zhou, “Modified Berenger PML absorbing boundary condition for FDTD meshes”,
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[6] A. Taflove, and M. E. Brodwin, “Numerical solution of steady-state electromagnetic scattering problems using the time-dependent Maxwell’s equation”,
IEEE Trans. on Micro-wave Theory Tech., MTT-23, pp. 623-630, 1975.
 

3.2 入射设置
            计算中采用高空核爆炸(HEMP)的标准波形，假设照射到三维传感器的均为均匀平面波。
            HEMP入射波电场为：