電磁場(chǎng)與電磁波試驗(yàn)七

1、微波技術(shù)與天線實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)七微帶縫隙天線仿真設(shè)計(jì)學(xué) 院通信工程班級(jí)13083414學(xué)號(hào)13081405姓名田昕煜指導(dǎo)教師 巍一振2015年 12 月 17 日事門應(yīng)孑孫之亭HANIZEiqV DIANZI： IJN VE l%5-cT一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解微帶縫隙天線的概念2、掌握 MWO EM structure 仿真方法3、掌握天線基本參數(shù)及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法二、實(shí)驗(yàn)要求：1、熟悉利用 MWO軟件進(jìn)行EM仿真。2、熟悉微帶天線基本特性3、了解 WMO原理圖引入 EM結(jié)構(gòu)方法。4、利用MWO分析天線工作特性（反射，方向圖等）三、實(shí)驗(yàn)原理：1、微帶縫隙天線這種天線由三層組成：上層為金屬層（構(gòu)成槽線、微

2、帶線的地），中間為介質(zhì)基板，下層為 金屬層來構(gòu)成微帶導(dǎo)帶。如圖所示。微帶天線的概念早在 1953年就G. A. DeSchampS提出，在20世紀(jì)50年代和60年代只有 一些零星的研究。直到20世紀(jì)70年代初期，當(dāng)微帶傳輸線的理論模型及對(duì)敷銅的介質(zhì)基片 的光刻技術(shù)發(fā)展之后，第一批具有許多設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)用的微帶天線才被制造出來?？p隙天線最早是在1946年H. G. Booker提出的，同微帶天線一樣最初沒有引起太多的注意?？p隙 天線可以借助同軸電纜很方便地饋送能量，也可用波導(dǎo)饋電來實(shí)現(xiàn)朝向大平片單側(cè)的輻射， 還可以在波導(dǎo)壁上切割出縫隙的陣列?？p隙開在導(dǎo)電平片上， 稱為平板縫隙天線； 開在圓柱面上，

3、稱為開縫圓柱天線。開縫圓柱導(dǎo)體面是開縫導(dǎo)體片至開縫圓柱導(dǎo)體面的進(jìn)化。波導(dǎo)縫隙陣天線由于其低損耗、高輻射效率和性能等一系列突出優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用：而平板縫隙天線卻因?yàn)閾p耗較大，功率容量低，效率不高，導(dǎo)致發(fā)展較為緩慢。到1972年，Y . Yoshimura 明確提出微帶饋電縫隙天線的概念。微帶天線特點(diǎn)：具有以下優(yōu)點(diǎn)：饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射單元相對(duì)分離，從而把饋線對(duì)天線輻射方向圖的影響降到最小，對(duì)制造公差要求比貼片天線低，可用標(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)在敷銅電路板上進(jìn)行生產(chǎn)，在組陣時(shí)其單元間隔離可比貼片天線更大。特別是對(duì)于運(yùn)動(dòng)物體所用天線，微帶縫隙天線可以說是理想的選擇，因?yàn)樗梢耘c物體的表面做得平齊，沒有凸起部分，

4、用于快速飛行器表面時(shí)不事門應(yīng)孑孫之亭HANEZEiqV DIANZI： LJN VE l%3-T會(huì)帶來附加的空氣阻力，既隱蔽又不影響物體的運(yùn)動(dòng)。“EMSight”模擬器是一個(gè)完整的三維電磁場(chǎng)模擬程序包，它可用于平面高頻電路和天線結(jié)構(gòu)的分析。方法的特點(diǎn)是把一種威力強(qiáng)大的修正譜域矩量法與直觀的視窗圖形用戶界面(GUI)技術(shù)結(jié)合起來。該模擬器可以精確地確定平面結(jié)構(gòu)的等效多端口網(wǎng)絡(luò)散射參量。”EMSight”模擬器除了能進(jìn)行常用的點(diǎn)頻逐點(diǎn)計(jì)算之外,還安裝了快速掃頻(FFS)算法。所以這種模擬器計(jì)算三維電磁場(chǎng)的精度與其它在工業(yè)上常用的方法相同，而計(jì)算速度卻快得多。它可以分析下列電路的電氣特性：射頻集成電

5、路 (RFIC),微波單片集成電路(MMIC),微帶貼片天線和高速印制電路(PCB)?！癊MSight ”模擬器分析的電路都安裝在一個(gè)矩形的金屬包裝盒內(nèi)，對(duì)于電路的層數(shù)和端口數(shù)并沒有限制。分析時(shí)模擬器自動(dòng)地對(duì)所計(jì)算的對(duì)象進(jìn)行分割，在電流密度變化大的地方，網(wǎng)格分得細(xì)，即單元尺寸取得小。而在電流密度變化小的地方，單元尺寸取得大。用戶也可以根據(jù)需要自行調(diào)節(jié)網(wǎng)格密度?！癊MSight ”模擬器還具有顯示微波平面電路內(nèi)金屬上電流和空間電場(chǎng)力線的能力。電流或電場(chǎng)均可以以三維或二維的形式來顯示 ，箭頭表示電流的流向或電場(chǎng)的指向 ，而力線顏色 的深淺表示電流或電場(chǎng)的強(qiáng)弱。四、實(shí)驗(yàn)過程創(chuàng)建 EM structu

6、re 建立 an enclosure 創(chuàng)建層 定義端口配置計(jì)算網(wǎng)格觀察電流密度和電場(chǎng)強(qiáng)度-觀察smith圓圖和方向圖一-執(zhí)行頻率掃描(AFS)-將EMstructure添加到原理圖并仿真布門定孑的林士,學(xué)HANEZE-iqU P：| ANZ | IJN VE FKS ETY拉-FJ*M(V/u)PORT P=l 樂鐘Ghm泰也應(yīng)孑孫立亨HANEZE-iqV DIANZI： IJH !： VE ftS-CTVSUBCKT -IIS1METU，1M.m 白 nn 射MUN ID-TL1 WsMitiH L=630 mil -M6MBgmm H=3flm|TWI7 muh Rho=1 TaM=Q DD13 ErttaTRNamgaSUBIdirection事門應(yīng)孑孫立亨HANIZE-igU DIANZI： UHtVER5-TEFielt(V/m)察也應(yīng)孑孫之亭HANEZEiqU DIANZI： LJNIVT 融/ ITT五、思考題改變縫隙寬度后縫隙距離d=600事門