时域有限差分法FDTD是一种典型的时域算法,它利用差分代替微分,利用时间的步进记录空间电磁场随时间的变化.FDTD法广泛应用于多种领域,具有一次计算得到较宽频带信息的特点,在宽带特性分析方面具有很大的优势,且差分格式中被模拟空间电磁参量按空间网格给出,方便模拟复杂的电磁结构.平面螺旋天线是典型的非频变天线,它能够在很宽的频带内具有良好的阻抗特性、方向图特性以及圆极化特性,在电子侦察和反辐射制导等领域得到了广泛的应用.该文利用FDTD法分析了双臂平面等角螺旋天线、阿基米德螺旋天线以及在此基础上提出的变形结构,部分结果与矩量法结果进行了比较验证.螺旋天线具有特殊的曲线边界,共形网格能够在不增加网格数量的前提下增加建模精度,采用LISP语言编程辅助对螺旋天线建立FDTD共形网格模型;采用一种阻性间隙激励模型,间隙激励简化了天线的馈电结构,具有内阻的电压源能够节省计算时间步且不影响计算的精度;由于天线是一种开放系统,采用较高精度的PML完全匹配层对计算空间进行截断;时域/频域远场外推技术结合计算了天线的宽带辐射特性.实际中,平面螺旋天线为做在介质基板上的贴片结构.该文对有介质板的情况进行了计算,得出了有限尺寸介质基板对天线性能的影响.此外,还分析了螺旋天线的时域特性,为天线用于瞬态场领域提供参考依据.天线终端截断尺寸是影响天线低频特性的主要因素,馈电区域及附近结构是影响天线高频特性的主要因素.在对平面等角螺旋天线与平面阿基米德螺旋天线进行对比的基础上提出了一种等角螺旋天线始端终端阿基米德化的复合结构螺旋天线,一方面改善了等角螺旋天线的低频与高频特性,另一方面在一定程度上克服了阿基米德螺旋天线臂长,传输损耗大,效率低的缺点.阿基米德螺旋天线臂终端折线化也增加了天线臂的有效长度,对天线低频特性有一定的改善,文章对折线角度和折线区域两个参数的影响效果进行了比较分析,得到了合理的参数选择.该文进行的一系列仿真与讨论,为该类天线分析提供了一种较精确的数值方法,对超宽带天线的设计也具有一定的参考意义.