電磁場與微波實驗2012-9

1、Copyright By 杭州電子科技大學光纖通信網(wǎng)實驗室 2011電磁場與微波實驗仿真部分Page 2實驗九實驗九 引向天線設計引向天線設計Page 3教學內(nèi)容安排教學內(nèi)容安排實驗目的實驗目的實驗要求與原理實驗要求與原理實驗步驟實驗步驟實驗內(nèi)容及實驗報告要求實驗內(nèi)容及實驗報告要求Page 41、了解常見引向天線2、了解引向天線引向原理2、掌握引向天線建模基本方法3、掌握引向天線設計的方法Page 5引向天線引向天線 引向天線又稱波道天線或八木天線，它由一個由一個有源半波振有源半波振子子和一至兩個和一至兩個反射器反射器和若干個和若干個引向器引向器構成構成，它具有結構簡單、饋電方便、易于制作和外

2、形美觀等特點。Page 6Page 7Page 8 實際中的反射器引向器是無源的，其上電流是從有源實際中的反射器引向器是無源的，其上電流是從有源振子感應得到的。在作為電視接收天線時，反射器與引振子感應得到的。在作為電視接收天線時，反射器與引向器都將從空間獲得感應電流。向器都將從空間獲得感應電流。 反射器只是將一部分能量反射回來，反射器只是將一部分能量反射回來， 引向器也將部分能量引向自己一側，引向器也將部分能量引向自己一側，三個振子之間距離不一定為四分之波長三個振子之間距離不一定為四分之波長 。Page 9這個例子說明了如何這個例子說明了如何利用利用MWO創(chuàng)建一個電磁結創(chuàng)建一個電磁結構（構（E

3、M structure）并仿真）并仿真。它包含一下幾個。它包含一下幾個步驟：步驟： 創(chuàng)建創(chuàng)建 EM structure 建立建立 天線天線 enclosure結構結構 創(chuàng)建層創(chuàng)建層 定義端口定義端口 修改端口屬性觀察修改端口屬性觀察E面，面，H面方向圖面方向圖 觀察場時間變化特性觀察場時間變化特性 將將EM structure添加到原理圖并仿真添加到原理圖并仿真1. 改變陣元激勵或者陣元排列觀察其方向特性改變陣元激勵或者陣元排列觀察其方向特性Page 101.1 新建工程新建工程Page 111.2 設置仿真頻率范圍設置仿真頻率范圍1米 = 39.3700787 英寸 Page 12Page

4、131.3 生成生成 EM結構結構 1. 菜單欄選擇菜單欄選擇 Project Add EM Structure New EM Structure. 將出現(xiàn)將出現(xiàn) New EM Structure 對話框對話框. 2. 輸入一個名稱，例如輸入一個名稱，例如 “Endfire Array”，列表中選擇仿真器：，列表中選擇仿真器： AWR EMSight, 點擊點擊 Create. 工作空間將出現(xiàn)工作空間將出現(xiàn) EM structure window. Page 14設定設定EnclosurePage 15Page 16Page 17Page 18Page 19繪制天線陣列，繪制天線陣列，5個陣元

5、坐標如下：個陣元坐標如下：1 xy:(4.6,5.5) dxdy:(0.1,1.2) (無源振子，不需要添加端口無源振子，不需要添加端口)2 xy:(5.2,6.1) dxdy:(0.1,0.6) (有源振子，需要添加端口。有源振子，需要添加端口。該坐標為振子上半部分，下半部分需要復制粘貼該坐標為振子上半部分，下半部分需要復制粘貼)3 xy:(5.9,6.1) dxdy:(0.1,0.6) (有源振子，需要添加端口。有源振子，需要添加端口。該坐標為振子上半部分，下半部分需要復制粘貼該坐標為振子上半部分，下半部分需要復制粘貼)4、 xy:(6.6,6.1) dxdy:(0.1,0.6) (有源振

6、子，需要添加端口。有源振子，需要添加端口。該坐標為振子上半部分，下半部分需要復制粘貼該坐標為振子上半部分，下半部分需要復制粘貼) 5 xy:(7.4,5.6) dxdy:(0.1,1) (無源振子，不需要添加端口無源振子，不需要添加端口)Page 20對中間三個振子添加端口（對中間三個振子添加端口（internal port）Page 21Page 22添加輸出方向圖添加輸出方向圖Page 23添加測量量添加測量量Page 24輸出方向圖輸出方向圖Page 25新添輸出圖新添輸出圖Page 26添加測量量添加測量量Page 27添加測量量添加測量量Page 28輸出輸出H面方向圖面方向圖Page 29繼續(xù)增加輸出圖繼續(xù)增加輸出圖Page 30添加測量量添加測量量Page 31輸出方向圖輸出方向圖Page 32新增圖新增圖Page 33添加測量量添加測量量Page 34添加測量量添加測量量Page 35添加測量量添加測量量Page 36輸出輸出S11Page 37添加動畫添加動畫Page 38 以上仿真可見輻射方向圖與激勵的相位有關。方向圖以上仿真可見輻射方向圖與激勵的相位有關。方向圖還與激勵的相對幅度、陣元間距，陣元尺寸結構，陣元還與激勵的相對幅度、陣元間距，陣元尺寸結構，陣元排列形狀有關。感興趣的同學可以稍微改變下研究天線排列形狀有關。感興趣的同學可以稍微