考研1cst文件1.1UW B超寬帶技術(shù)的背景介紹及研究意義

設(shè)計總說 緒 UWB超寬帶技術(shù)的背景介紹及研究意 超寬帶天線的研究現(xiàn) 的內(nèi)容及結(jié) 天線的基本知 天線基本振子概 電基本振 磁基本振子的輻 天線的基本參 幾種超寬帶天 超寬帶天線具有的特 實(shí)現(xiàn)非頻變特性的條 設(shè)計非頻變天線的要 平面等角螺旋天 平面等角螺旋天線的結(jié)構(gòu)和工作原 平面等角螺旋天線的電性 螺旋天 變形體天 設(shè)計與仿 CST仿真軟件介 visio介紹 HyperSnap6介 螺旋天線變形體的仿真過 選擇仿真環(huán) 選擇模 創(chuàng)建工作平 設(shè)置單 設(shè)置背景材 結(jié)構(gòu)建 設(shè)置頻率范 設(shè)定邊界條 端口設(shè) 設(shè)置寬帶遠(yuǎn)場監(jiān)視 設(shè)置邊界條 設(shè)置求解 螺旋天線變形體的仿真結(jié)果分 回波損 駐波 增益 圓 方向 平面輻射 各個參數(shù)的優(yōu)化過 天線的制作與測 5.1螺旋天線的變形體的制 用到的工具和材 底片的制 熱轉(zhuǎn)印過 蝕 脫 涂敷、裁減、鉆孔、焊 5.2螺旋天線的變形體的測 網(wǎng)絡(luò)分析儀的介 天線的測 設(shè)計總結(jié)與展 參考文 致 這門就已經(jīng)了解了天線的任務(wù)了，即將發(fā)射機(jī)輸出的高頻電流能量轉(zhuǎn)換成電磁波輻射出去，或?qū)⒖臻g電波信號轉(zhuǎn)換成高頻電流能量送給。天線作為一種電磁輻射的發(fā)送與件，是無線電通信、電導(dǎo)航、、遙測門等各種無線電系統(tǒng)中必不2050中還詳細(xì)介紹了用CST真軟件CST可通過散射參數(shù)使電磁場元件結(jié)合在一起，把復(fù)雜的系統(tǒng)分離成更小的子通過這次超寬帶天線的設(shè)計以及其仿真結(jié)果的分析可以得到螺旋天線的 ResearchandDesignofUWBAsweallknow,theantennaisanimportantfront-enddeviceofanyradiocommunicationsystemsareinseparable.Welearnlessonsantennathisdoorhasbeenlearnedaboutthemissionoftheantenna,thehigh-frequencycurrenttransmitteroutputpowerisabouttobeconvertedintoelectromagneticradiationout,ortoconvertthespaceintoahigh-frequencyradiosignalstothereceivercurrentenergy.Antennaasatransmissionandreceptionofelectromagneticradiationdeviceisaradiocommunications,electricitynavigation,radar,radioemetryandotherremotedoorsystemsessentialequipment.Withtherapiddevelopmentofradioand evisionandaerospacetechnology,broadbandantennadesignis productionneeds,avarietyofbroadbandsystemsemerged,particularlyinthelate1950s,humanityhasenteredthespaceage,toputforwardanumberofnewantennarequirements,withit,manynewantennas,suchasnon-frequency-dependentantennaThispaperfirstintroducestheresearchbackgroundandsignificanceofultra-widebandantennas,alsosaiditsresearchstatus.Thendiscussthebasisofyzingthevariouselectricalparametersoftheantenna,theantennaleadstothenon-frequency-dependent,withemphasisonnon-frequency-dependentantennatheorywereyzed.Alsoachievenon-frequency-dependentcharacteristicconditionsanddesignrequirementsfornon-frequency-dependentantennamadeabriefintroduction,sonaturallyweshouldmentiondetailsnarequiangularspiralantennaandtheArchimedeanspiralantenna.Generalcharacteristicsofthehelicalantennahavingwideband,smallsize,lightweight,structuralstabilityandsoon.narequiangularspiralantennaisacommonlyusednon-frequency-dependentantennaisanultra-widebandantenna.Thebasicstructureconsistsoftwosymmetricalarmscomposedofmetal,havingaself-similarityofthearms,whichmaybesubstantiallystableelectricalpropertiesoverawidefrequencyband.Thereisaneffectiveradiationarea,wavecurrenttransmissionlineonitsarms.Itspolarizationiscircularpolarization.Archimedeanspiralantennacanbeequivalenttodoublethetransmissionline,itsmainradiationisconcentratedinacircumferenceofaboutλspiralringbeltwiththechangeinfrequency,theeffectiveradiationbeltsalsochange.Inthestudyofantennatheoryandnarequiangularspiralantenna,baseontheArchimedeanspiralantenna,thisdesignprincipleArchimedeanspiralantennafromstarting,theuseofbroadbandnarspiral,presentsandyzesdemonstrateakindofspecialultra-widebandantennadeformationantenna-Archimedeanspiralantennadeformablebody.Theantennaiscomposedoftwometalarmswindingsintoasquareconfiguration,thehelicalantennaArchimedesprincipleissimilar,butitalsohasmanywidebandcharacteristic,smallsize,lightweight,structuralstabilityandPaperalsodetailsthesoftwareusedtobuildthemodelandCSTsimulationprocess.ThesimulationsoftwareusedinthedesignofCSTcanmakeelectromagneticcomponentstogether,theseparationofcomplexsystemsintosmallersub-unitsthroughthescatteringparametersofthesystemthroughadescriptionofthebehaviorofeachunitS-parameterscanquicklyyzeandreducesystemmemoryrequired.Inyzingthecomplexstructureoftheantenna,CSTcanbequicklyandaccurayprovidecomprehensivesimulationcapabilitiesantennaandsystemdesign,accuratesimulationofvariousantennaperformance.Thus,CSThavemoreadvantagesthantheHFSSinthisregard.ThroughthedesignandysisofthesimulationresultsoftheultrawidebandantennacanbedeformedArchimedeanspiralantennaintheantennaheightis0.035,thewidthof1.5intervalof14,theinnerradius10,thenumberofturnsof6,aflatrateto6hasawidebandwidth,smallchangesinthebeamdirectivityisnotstrong,thesideswillhavedifferentpolarizationcharacteristics.Therefore,thestudyofthedeformationbodyhelicalantennahasaveryimportantpracticalsignificance.Inaddition,duetothesmallsizeofthedeformablebodyantenna,lighter,makingthedifficultyisnottoocomplicated,soinactualphysicalconditionoftheantennacanbemade,andthenuseanetworkyzerforrealtestbycomparingthesimulationresultsandtestitoutinkindtheperformanceoftheantennaofthecurve,suchasreturnloss,VSWR,pattern,etc.,errorssourcescanbe yzed.Drawnfromtheinfluenceofvariousfactorsontheperformanceoftheantennaproductionandtestingprocess.:UWBultrawideband;non-frequency-dependentantenna;Archimedeanspiralantennadeformablebody;CSTsimulation;physical自從1873年麥克斯韋（Maxwell）從理論上了電磁波的存在，并于1897年由技術(shù)的發(fā)展，極大程度的復(fù)用頻譜資源，UWB超寬帶技術(shù)成了通信領(lǐng)域研究的一UWB超寬帶技術(shù)的背景介紹及研究到20世紀(jì)90年代之前，它主要應(yīng)用于軍事方面，如在、定位、以及低截獲率、低偵測率的通信設(shè)備中使用，1990年國防部高級計劃局（DARPA）開始對UWB技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證到了2002年2月14通信FC（FederalCommunicationsCommission）批準(zhǔn)UWB可用于民用，并將3.1—10.6GHz的超寬帶（UltraWide–Band)頻段劃分給了民用，這使得UWB無線通信技術(shù)引起了世界各國的關(guān)注[1]。1Gbt/s途：一時近距離的高速無線傳輸，二是類的用途。在具體的民用方面，F(xiàn)CC按照超 來，而平面等角螺旋天線由于其獨(dú)特的物理結(jié)構(gòu)及性能，是很有可能應(yīng)用于一種新型超寬帶天線的研究2050年代之前，天線的帶寬一般不大于2：1。50年代在寬頻帶天線的發(fā)展上出現(xiàn)了一個突破，這就是由拉姆西（V.HRumsey）于1957年與頻率無線的研制成功把天線的帶寬擴(kuò)展到了40：1甚至更大。目前在短波、超短波波段以及作為微波天線饋源等方面，對數(shù)周期天線都得到了廣泛的應(yīng)用。到了20世紀(jì)50年代至80年代，寬頻帶天線曾有過較大的發(fā)展。天線學(xué)界對寬頻帶天線的原理以及實(shí)現(xiàn)天組合等技術(shù)實(shí)現(xiàn)天線的圓極化、寬頻帶特性，近年來還出現(xiàn)了“光電子帶隙”PGB技而如今開放的UWB早已經(jīng)不僅僅是局限于當(dāng)初的脈沖通信了，而是囊括了不管是軍事方面、還是民用的各種使用該超寬頻譜的通信方式，比如定位、20Mbps以上的告訴無限局域網(wǎng)、高度計、防碰撞、無線、工業(yè)射頻以及在公安、救援、醫(yī)療、測量等諸多領(lǐng)域。雖然UWB至此在各個領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了眾多應(yīng)用研④多用戶環(huán)境下脈沖產(chǎn)生的用戶間干擾（系統(tǒng)干擾⑤共用頻率（共存系統(tǒng)）之間產(chǎn)生的系統(tǒng)間干擾[4]的內(nèi)容及本文分別對UWB超寬帶天線——平面等角螺旋天線和螺旋天線的基本理論和特性進(jìn)行了深入的探討，以螺旋天線的變形體為研究對象，并在CST仿第三章：基于超寬帶天線和非頻變天線的基本理論介紹，重點(diǎn)分析了平面等角螺旋天線和螺旋天線的工作原理，并對本次設(shè)計的螺旋天線的變形體的能量送給。為了能很好的實(shí)現(xiàn)上述目的，要求天線具有一定的方向特性，較高的就是求解滿足特定邊界條件的方程的解，然而其求解過程是極其復(fù)雜繁瑣的。天線基本振子概電基本振子（ElectricShortDipole）又被稱為電流元，它是指一段理想的高頻電流直導(dǎo)線，其長度L遠(yuǎn)小于波長λ,其半徑a遠(yuǎn)小于L，同時振子沿線的電流I處處等幅同2-1-1O沿z軸放置的電Hr H Ilsin(jkH

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4

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k jkr sin(j jE

EErerEeHH

式中，EV/m；HA/mr、θ、φ表示球坐標(biāo)系中矢量的各分量；er,eθ,eφr、θ、φ增大方向去了時間ejωt。

2,為自由空間相移常數(shù)，λ項(xiàng)組成，它們與距離r 變化，電場和磁場之間存在π/2的相位差。遠(yuǎn)區(qū)場 ，有能量沿如下圖2-1-2所示，設(shè)想一段長為l（l<<λ）的磁流元Iml置于球坐標(biāo)系原點(diǎn)II,Q m0 圖2-1-

天線的基本天線的各種特性都需要一些參數(shù)來描述，稱為天線帶電參數(shù)(asc AntnaPratr)，又稱電指標(biāo)。它們是定量衡量天線性能的尺度。大多數(shù)天線電參數(shù)是針對發(fā)射狀態(tài)規(guī)定的，以衡量天線把高頻電流能量轉(zhuǎn)變成空間電波能量以及定向輻射的能力，所以不管是研究天線還是實(shí)際中選擇天線都很有必要去知道天線的一些電參數(shù)。下面介紹射線的要參—方函數(shù)方圖、向參數(shù)方系、天效增系、位角φ）的關(guān)系，如圖2-1-3所示。若天線輻射的電場強(qiáng)度為E(r,θ,φ)，把電場強(qiáng)度E(r,

r

f(

2-1-3f(,)f()l

1-將方向函數(shù)用曲線描繪出來，稱之為方向圖(FieldPattern)。方向圖就是與天線等距于歸一化方向函數(shù)F(θ,φ)=|sinθ|，因此其立體方向圖如圖2-1-4所示。2-1-4圖2-1-5電基本振子E平面方向 圖2-1-6電基本振子H平面方向瓣和后瓣，如圖2-1-7所示。用來描述方向圖的參數(shù)通常有：H表示E、H面，下同②半功率點(diǎn)波瓣寬度（HalfPowerBeamWidth,HPBW）2θ0.5E2θ0.5H:指主瓣最SLL10lgSav,max220lgEmax2 式中，Sav,max2和Sav,max分別為最大副瓣和主瓣的功率密度最大值；Emax2和Emax分別為同一距離及相同輻射功率的條件下,某天線在最大輻射方向上的輻射功率密度Smax（或記為D。用表示如下 Dma ma

rrS0rr

E EPr、Pr0分別為實(shí)際天線和無方向性天線的輻射功率。無方向性天線本身的方向系數(shù)為1。的有效程度。天線效率定義為天線輻射功率Pr與輸入功率Pin之比，記為ηA，即Smax(或場強(qiáng)|Emax|的平方）和理想無方向性天線(理想點(diǎn)源)S0（場強(qiáng)|E0|的平方）之比，記為GSG

PinPin

22

P

inin式中Pin、Pin0分別為實(shí)際天線和理想無方向性天線的輸入功率。理想無方向性天線本身的增益系數(shù)為1。 ma 圖2-1- (以z軸為方向圖2-1- 味著功率損失。為衡量這種損失，特定義極化失配因子νp（PolarizationmismatchFactor0—1之間。樣。為了衡量天線的實(shí)際輻射能力，常采用有效長度(EffectiveLength)Imlem。在天線的設(shè)計過程中，有一些專門的措施可以加大天線的作頻率偏離中心工作頻率f0時，天線的電參數(shù)將變差，其變差的容許程度取決于天線設(shè)頻帶天線、寬頻帶天線和超寬頻帶天線。若天線的最高工作頻率為fmax，最低工作頻率為fmin，對于窄頻帶天線，常用相對帶寬，即［(fmax-fmin)/f0］×100%來表示其頻帶寬度。而對于超寬頻帶天線，常用絕對帶寬，即fmax/fmin來表示其頻帶寬度。數(shù)等等[5]。研究天線除了要分析、研究天線的方向特性和阻抗特性外，還應(yīng)該考慮它的使用超寬帶天線具有的UWBUWB天線在整個工匹的參數(shù)，要求在工作帶寬內(nèi)，駐波電壓比越小越好，既要求天線的反射波很小，還要在UWB脈沖源輸出端再安裝一個器，以減小天線反射波對脈沖源的影響。要UWB天線在整個工作頻帶內(nèi)相位中心不變。相位中心的變化可能會導(dǎo)致發(fā)射脈沖失真和的UWB通信，由于設(shè)備功率受限，則對功率穩(wěn)定性要求更高。為了增加輻射效率，在工作帶寬內(nèi)要求源脈沖電路和UWB天線之間有很好的阻抗匹配。在工作帶寬內(nèi)天線還寬較之原始信號帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過10倍，再如通信偵察等領(lǐng)域均要求天線具有很寬的帶頻變天線。這是在20世紀(jì)50年代末60年代初，伊利諾伊大學(xué)西教授等人2：1。我們已經(jīng)知道，天f到τff和τf實(shí)現(xiàn)非頻變特性的角度條件是指天線的幾何形狀僅僅由角度來確定，而與其它尺寸無關(guān)。例如無限向特性將與頻率無關(guān)，僅僅決定于圓錐的張角。要滿足“角度條件”，天線的結(jié)構(gòu)需有限長天線有一工作頻率范圍，工作頻率的下限是截斷點(diǎn)處的電流變得可以忽略的頻率，而存在頻率上限是由于饋電端不能再視為一點(diǎn)，通常約為1/8高端截止波長。設(shè)計非頻變天線的平面等角螺旋天平面等角螺旋天線（narEquiangularSpiralAntenna。圖3-4-2為平面等角螺旋天線(narEquiangularSpiralAntenna)示意圖，是V.H.Rumsey一種角度天線，雙臂用金屬片制成，具有對稱性，每一臂都有兩條邊緣線，均為等角螺旋線。等角螺旋線如圖4―2―2所示，其極坐標(biāo)方程為rr 4-式中，r為螺旋線矢徑；φ為極坐標(biāo)中的旋轉(zhuǎn)角；r0為φ＝0°時的起始半徑；1/aarctan

3-4-2a，若一條邊緣線為rrea，則只要將該邊緣旋轉(zhuǎn)δ角，就可得該臂的另一邊緣線rrea() 180rrea(

rea()。由于平面等 線臂的邊緣僅由角度描述，因而滿足非頻變天線對形狀的要求。如果取2一個波長后就迅速衰減到20dB以下，終端效應(yīng)很弱。角，則方向圖可近似表示為cosθ90°由于兩側(cè)各有一個寬波dBi。因?yàn)槠矫娴冉锹菪炀€是雙向輻射的，為了得到單向輻射，可采用附加反射（或吸收）腔體，也可以做成等角螺旋天線(ConicalEquiangularSpiralAntenna)，如圖3-4-3所示。阻抗特性：如前所述，當(dāng)δ＝π/2時天線為自補(bǔ)結(jié)構(gòu)，自補(bǔ)是互補(bǔ)的特殊情于導(dǎo)體片的有限厚度和同軸饋線的存在，實(shí)測的輸入電阻值低于理論值，對工作于ZZ金屬=02

=18 4-4金 縫隙=3-4-2所示平面等角螺旋天線沿紙面對外的方向輻射右旋r0和最外緣的半徑R決定。實(shí)際的圓極化等角螺旋天線，外徑R≈λmax/4，內(nèi)徑r0≈(1/4～1/8)λmin1.5圈～3a=0.2211.5圈螺旋時，其方向圖Rre0.221(38.03r4rre0r/4 maxmax/48.04r0 4- min/4 對帶寬有可能達(dá)到20∶1。螺旋螺旋天線(ArchimedeanSpiralAntenna早在1954年就由特納（Edwinr1r0r2r0a( 圖3-5-1螺旋天盡然。為了明顯地將兩臂分開，在圖3-5-1(b)中分別用虛線和實(shí)線表示這兩個臂。研究P、P′點(diǎn)處的兩線段，設(shè)PO=QOPQ為兩臂上的對應(yīng)點(diǎn)，對應(yīng)線段上的電流相位差為π+(2π/λ)πr。若設(shè)r=λ/2πP和P′點(diǎn)相位差為2π。因此，若滿部分功率已主輻射帶射了。嚴(yán)的說，螺旋線并不是個真正意上01或更螺旋內(nèi)經(jīng)2r0影響最高工作頻率和阻抗匹配2r0h/ 5-式中λh是最短工作波長。螺旋外徑2rM取決于最長工作波長λ1，一般取周2rM1.2152rM成背腔式螺旋天線(BackedArchimedeanSpiralAntenna)，可得到單一主3.6變形體天形一圈一圈繞圈而來的，該變形體天線是由圓形變化為方形的，其模型圖如下圖3-6-1圖3-6-1變形體天帶饋電線，具有良好的寬頻帶特性，但其饋電方式為非平衡饋電。本次設(shè)計也采用CST真軟件介Technology品的三維全波電磁場仿真軟件。CST成立于1992年，總部位于德國達(dá)姆斯塔特市。其軟件產(chǎn)品是CST——專門面向3D電磁場設(shè)計者的一款最有效的、精確的三維全波全電磁場頻段的時域頻域全波仿真軟件。CST軟件現(xiàn)已成為一個套裝軟件，CSTMICROWAVESTUDIO（簡稱CSTMWS（中文名稱CST微波）是CST公司的CST套裝軟件之一，是CST軟件的旗艦產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于通用高頻無信號完整性電源完整性SI/PI、TDR和各類天線/RCS仿真。CSTMICROWAVESTUDIOEDAPC機(jī)Windows環(huán)境下的仿真軟件。它主要應(yīng)用在復(fù)雜設(shè)計和更高的諧振結(jié)構(gòu)。CST通過散個單元行為的S參數(shù)的描述，可以快速的分析和降低系統(tǒng)所需的內(nèi)存。CST它考慮將受到大幅度的影響。像CST的3D仿真軟件克服了這種限制，可以解決任意幾何形狀的下所建立的方程，包括復(fù)雜的材料模式。CSTMICROWAVESTUDIO集TL和MORSPICE提取；支持各類二維和三維格式的導(dǎo)入甚至HFSSPBA六面體網(wǎng)格，四面體網(wǎng)格和表面三角網(wǎng)格；內(nèi)嵌EMC國際標(biāo)準(zhǔn)，通過FCC認(rèn)可的SAR計算。CST套裝包含以下幾個子軟件，并集成在同一平臺上，分別是、CST印刷版/CSTPCB、CST電纜/CSTCABLE、CSTMS/CST、CST電磁/CSTEM、CST設(shè)計/CSTDESIGNSTUDIOCST的主要特點(diǎn)有：④內(nèi)置的VBA（VisualBasicforApplications）兼容宏語言，帶有功能完整的開發(fā)環(huán)境，通過VBA宏命令可方便對CST仿真進(jìn)行控制。Visio介紹Visio是一個圖表繪制軟件，它有助于創(chuàng)建、說明和組織復(fù)雜設(shè)想、過程和系統(tǒng)的業(yè)務(wù)和技術(shù)圖表。使用Visio創(chuàng)建的圖表能夠?qū)⑿畔⑿蜗蠡材軌驅(qū)㈦y以理解的復(fù)雜文本和表格轉(zhuǎn)換為一目了然的Visio圖表。HyperSnap6螺旋天線變形CST①主菜單（File、Edit、View等②CST4-4-1單單位設(shè)置背背景材料結(jié)結(jié)構(gòu)建模頻頻率設(shè)置邊邊界條件端端口設(shè)置預(yù)預(yù)設(shè)網(wǎng)網(wǎng)格設(shè)置4-4-1CST其中很有必要單列出來提的就是歷史記錄（Edit->HistoryList）這一項(xiàng)，它里面包Undo、Redo操作。CST4-4-2CSTMICBOWAVESTUDIO，然后點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)入下一步；4-4-2仿真環(huán)境圖啟動CST設(shè)計環(huán)境后，請選擇創(chuàng)建一個新的CST微波項(xiàng)目，此時系統(tǒng)會要space（vacuum圖4-4-3CST微波選項(xiàng)點(diǎn)擊Edit選擇Workingneproperties,在彈出的框里輸入以下參數(shù)：size=300width=300、snapwidth=0.1，然后點(diǎn)擊OK首先選擇菜單Solve>Units，因模板設(shè)置滿足我們需要（，GHZ，Denson選擇mm，F(xiàn)requency選擇GHz，Time選擇ns。點(diǎn)擊OK完成設(shè)SolveBackgroundMaterial，因模板設(shè)置滿足我們需要（Vacuum）Normal（ε=1，μ=1）OK①點(diǎn)擊Macros→Construct→Coils→RectangularSpiral②在出現(xiàn)的框里依次輸入Height=0.035mm；Width=1.5mm；Gap=14mmInnerRadius=10mm；NumberofTurns=6。點(diǎn)擊OK按鈕，然后出現(xiàn)如下界面：4-4-5創(chuàng)建好的天線平面圖③在界面的左側(cè)點(diǎn)擊Componente下選PEC然后右擊選擇Transform,在出現(xiàn)的界面里選擇Rotate、copy,在Z框里輸入180點(diǎn)擊OK即可；4-4-6④接下來用同樣的方法分別旋轉(zhuǎn)soild1和soild1_14-4-7天線模型圖Solve>Frequency，根據(jù)天線的要求設(shè)置頻率，將上頻（Fmax）選擇菜單Solve>BoundaryConditions，設(shè)置邊界條件，因?yàn)槭亲杂煽臻g中的天線問題，所以所有的邊界設(shè)定為Open（addspace）注意：Open與Open（addspace）的區(qū)別在于，Open是在邊界上加PML模擬Open（addspace）Open的邊界類似但增加了額外饋入能量和吸收返回能量的作用。離散端口分為電壓/電流源和S參數(shù)源，S參數(shù)源特PickedgecenterDiscreteportsProperties里的Impedance188.5Ohms。點(diǎn)擊OK完成設(shè)置。點(diǎn)擊solve→FieldMonitors出現(xiàn)如下4-4-8在E-Field模式下面的Specification里面選擇 ，F(xiàn)requency的中H-FieldSpecificationFrequency，F(xiàn)requency的中心頻率設(shè)置為3.5GHz，點(diǎn)擊Apply完成設(shè)置。選擇Far-field/RCS模式，同樣選擇Specification里面的Frequency，F(xiàn)requency的中心頻率設(shè)置為3.5GHzApply完成設(shè)置。最后點(diǎn)擊OK完成設(shè)點(diǎn)擊Macros→Far-field→Broad-bandFar-fieldMonitors，出現(xiàn)如下框4-4-9邊界條件設(shè)置設(shè)置frq-low1GHz、frq-high6GHz、frq-stepsize0.5，設(shè)置完成后點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)入下一步；SolveTransientSolverParameters，默認(rèn)S-parameterssettings為50Ohms（50歐姆的情況下駐較高，根據(jù)Smith圓圖在此修改為241歐姆的情況下駐小于2，天線性能較為穩(wěn)定Sourcetype選項(xiàng)中選擇Port1，然后點(diǎn)擊Start開始場分螺旋天線變形體的仿真結(jié)果那么該信號的回波損耗就是10dB。從數(shù)學(xué)角度看，回波損耗為10log（反射功率/入射功率由圖4-5-1和圖4-5-2可知，回波損耗的波形圖與駐的波形圖是一一對應(yīng)的。也就是說，駐越小回波損耗也越小。圖4-5-1中在中心頻率3.5GHz處的回波損耗為 4.4GHz。這也印證了回波損耗和駐之間一一對應(yīng)的關(guān)系4-5-1回波損耗曲線圖駐仿真完成后在選擇Results→S-ParameterCalculations→CalculateVSWR來計算駐。然后點(diǎn)擊左側(cè)1DResults下的VSWR來查看結(jié)果，如下圖所示；電壓駐是指在均勻無耗傳輸線上，電壓的最大振幅值與電壓的最小振幅值之射出去，這樣天線才能有效輻射能量，這是比較理想的情況。通過不斷地改變天線的6圈，線寬1.5，間隔為14時仿真的VSWR如圖4-5-2所示。在整個頻段內(nèi)的駐都低于2.6，其中大部分的頻段駐是低于2的，這是滿足阻抗匹配的要求的，其中在中心頻率3.5GHz處的VSWR為1.2左右，結(jié)果是比較理想的。駐小于2的頻段是1GHz到4.4GHz，所以可用帶寬是3.4GHz，滿足超寬帶天線的要求。天線在某方向某點(diǎn)產(chǎn)生的場強(qiáng)的平方與點(diǎn)源天線在同方向同一點(diǎn)處產(chǎn)生的場強(qiáng)的平方的比值稱為天線的增益。由下圖453可知天線在中心頻率.5GHz時的增益為

4-5-3天線增益圖圖4-5-4圓454Ipdaethng）問題上，目的是達(dá)到所有高頻的微波信號都能傳到負(fù)載點(diǎn)上而不會有信號反射回到源減少負(fù)載的阻抗值，圖表上的點(diǎn)會沿著代表實(shí)數(shù)電阻的圓的四周轉(zhuǎn)動。數(shù)，即我們經(jīng)常說的S11。確定阻抗在圓圖上的對應(yīng)點(diǎn)，找到與此阻抗對應(yīng)的反情況，是描述天線方向性的重要表示方法之一。天線的三維方向圖如下圖4-5-5所示。Z綠色部分表示輻射強(qiáng)度低）由于天線一般為空間的立體輻射，通過3D模式來觀察，更4-5-53D4-5-6E4-5-7H激勵區(qū)基本沒有輻射。在“非激勵區(qū)”，由于輻射區(qū)的對稱振子處于諧振狀態(tài)，振子各個參數(shù)的優(yōu)化過內(nèi)半徑10mm，頻率設(shè)為2GHz到7GHz，仿真結(jié)果如下所示：圖4-6- 圖4-6- 4-6-34-6-42GHz2.5GHz62GHz7GHz4-6-54-6-62GHz2.5GHz頻段內(nèi)有個凸起不符合參數(shù)要求，并且高頻段性能不是很好。最后將天線的參數(shù)設(shè)置為:高0.035mm、寬1.5mm、間隔14mm、內(nèi)半徑10mm、圈6、頻率設(shè)1GHz6GHz，經(jīng)仿真后發(fā)現(xiàn)結(jié)果比上述幾種情況要理想的PCB的原理是完螺旋天線的變形體的制在Visio和HyperSnap6繪圖軟件中畫好所要制作的天線模型的平面圖上，最后再轉(zhuǎn)印在介質(zhì)板上，下圖5-1-1所示為天線的底片圖。5-1-1把通過噴墨打印出來的圖紙貼在銅板上，注意把噴墨的一面緊貼著銅板。把熱轉(zhuǎn)移打開預(yù)熱一會，等到溫度達(dá)到170度左右，就可以把貼著熱轉(zhuǎn)印紙的銅板放在上打印，過程如圖5-1-2所示。5-1-2通過熱轉(zhuǎn)移可以把圖紙上天