半波偶極子天線設計

1、微波技術與天線實驗報告姓名實驗名稱張思洋學號411109060103半波偶極子天線設計實驗日期實驗類型2014.04.23設計型實驗步驟及結果3.創(chuàng)建天線的一個臂將天線的臂命名為yuanzhu,并設置天線的材料為pec,透明度為0.6,位置用La1、熟悉并掌握半波偶極子天線的操作步驟及工作流程。2、掌握基本天線的具體設計方法和優(yōu)化分析。使用HFSS進行半波偶極子天線的設計實現(xiàn)，通過創(chuàng)建設計模型，進行求解設置，設置求解頻率為3GHz,輸入阻抗為73.2Q,同時添加2.5-3.5GHz的掃頻設置,分析天線在2.5-3.5GHz頻段內的回波損耗和電壓駐波比，并運行仿真計算。將諧振頻率落在3GHz頻點

2、上。最后進行相關的數(shù)據后處理。要求方向性好，增益強（3dB以上），盡可能寬帶工作。半波偶極子天線是結構簡單的一種基本線天線，也是經典的，至今為止使用最為廣泛的天線之一，本實驗的半波偶極子天線是工作在3GHz,使用同軸電纜進行饋電。天線的基本參數(shù)：天線沿z軸放置，中心位于坐標原點，材質使用理想導體?？傞L度為0.48入，半彳全為人/200,天線饋電采用集總端口激勵方式，端口距離為0.24mm,輻射邊界和天線距離為人/4。當發(fā)射信號頻率在3MHz偏移6%時，分析此時天線的增益的變化。并解釋其原因。假如該天線與50歐姆扁平電纜連接時，如何解決會出現(xiàn)的阻抗不匹配的問題。查看天線個參數(shù)指標，指出天線的極化

3、方式。討論天線的應用場合及改進措施。一、新建HFSS工程1 .新建一個名為banbo.hfss的工程文件2 .將求解類型設置為DrivenModel。二：創(chuàng)建半波偶極子天線模型1 .設置長度單位為mm2 .添加變量La進行表小04 .創(chuàng)建天線的另一個臂將第一個臂進行復制，即可生成第二個臂。Edit-Duplicate-AroundAxis,Axis選擇X,Angel輸入180,這樣即可生成天線的第二個臂。DuplicateAroundAxis投口水：©乂CYCZAngle3deg1Totalnumber：2AttachTOriginalObject：NOTE:WhenAttachto

4、OriginalObject'陵selectedhce/edgeajjignmerh(e.g.boundaries/excitations)cmduplicateswillbelosttoensuremodelconsisteric,'TolalNumber'iseditedOKICancel5 .創(chuàng)建集總端口在兩個圓柱的中間設置一個長方形貼片，名字為jizong,透明度設置為0.8,長方形各項參數(shù)用La進行表示。rWrProperties；banbo-banbo-Modeler.必H融年VsE竄式V.D4scriptionCoanuidCr«l皿八Coflr

5、diMlt.GloibalFositionOnvnp_0.005*LaF-0.12smOnw.-0.5m.Akis1ISiEtQ.Q1札，InwZSict0.24iim0.24mii確定,取消Properties；banbo-lunbo-ModelerKttrabueNan*V«ln«UnitEvaluatedV,D«scripllionReadonlyIfiui：jiz-onglrOritnl左LimrtGloibalrModelFrDiiplayMi.rrCqIptEditrTf際等9虹總辦上0.8rL_確定|取浦L6 .設置端口激勵將長方形貼片設置為激勵端口

6、，半波偶極子的輸入阻抗為73.2Q。設置完成后，點擊NewLine,在矩形面的下邊緣處移動鼠標指針，單擊確定下邊緣的中點位置，沿Z軸向上移動鼠標指針，單擊確定上邊緣的中點位置。完成設置。7 .設置輻射邊界在天線外面設置一個圓柱腔作為天線的輻射邊界。將圓柱的名字命名為qiang,材質設置為air,透明度0.9,其他坐標用La進行表示。設置完成后進行輻射邊界的設置，選中圓柱體后右鍵選擇AssignBoundary-Radiation。三：求解設置將求解頻率設置為3GHz,最大迭代次數(shù)為20,收斂誤差為0.02。將掃頻類型設置為Fast,類型為LinearStep,起始頻率為2.5GHz,終止頻率為

7、8 .5GHz、步進為0.1GHz。EditS'swrep四、設計檢查檢查設計的正確性，正確無誤后進行下一項ValidationCheck:banbo-banbobanboValidationCheckcompleted.”DesignSettings/3DModelBoundatiefdridExattior$/Me$hOperations/AnalysisSetup，Optimeric/RadiationClose五、查看天線的諧振點Gunii力修峭日同班中*SwHpiA宮-LQBsmp從圖中可以看出，當頻率為3.0GHz時，S11的值最小，為-24.07dB六、查看天線的各項性能

8、1 .查看S11的史密斯圓圖。NairiiBFreqAngMagiRXml二«X»156.35®0.S905*0.0449ibariboCurveInrfo5S(p口Setup!：Sw&B1p1LaTOOmnf2.753"3.3E-3前FrtqGHZ了涮|0.5944從圓圖中可以看出，在3.0GHz時，天線的歸一化阻值為0.8905+0.0449iXYPlot32 .查看天線的電壓駐波比。AnscftLLC450從圖中可以看出，當頻率為2.7GHz-3.3GHz之間，電壓駐波比小于2.3.查看E場的增益圖。在Radiation節(jié)點設置E平面設置完成后查看E方向的增益圖:此圖為電場的切面圖4.查看三維增益方向圖：和上面操作一樣進行設置:操作完成后，生成3D增益方向圖:HKBlUHTOitaO-w.q沿處m演九堀eey.3打上用eeI-L串"$*L-Za12flEpt®i-Za5eZ9ct«l2.的需歌國凱3.2$韭。血曲-a.SrWlC.HWlT.料S“*®14.7B27t*WlT.5做軍煙1從此圖可以看出增益最大為z軸方向，值為2.44dB6.查看天線的其他參數(shù):從圖中可以得到最大電壓值為0.14,