天线CAD大作业-圆极化微带天线的仿真

圆极化微带天线的仿真 设计要求 设计一付工作频率为12005MHz圆极化微带天线，微波基板介电常数为2.2，厚度为1.5mm。要求带内增益大于4.0dBi，VSWR小于2.0，轴比小于3dB。 设计步骤1. 计算天线的尺寸微带天线的介质基片采用厚度为1.5mm的Neltec NY9220（Im），介质的介电常数=2.2，由公式可以计算出天线的辐射贴片的宽度和长度，以及有效介电常数的等效缝隙宽度。此次大作业的原始天线数据，我是采用的HFSS天线设计第四章中的微带天线的设计实例中的数据首先进行仿真。2. HFSS仿真设计参照HFSS天线设计第四章中的微带天线的设计，采用的书中例题的原始数据， 再根据设计的要求，逐步优化得到想要的设计要求。创建的天线仿真仿真模型如图 3.仿真数据的分析 在使用书中例题的数据进行优化的同时，发现了天线的谐振频率随着Lc的增加而减小，经过优化，分析后得出，Lc的值在82mm的时候，能基本满足设计要求得1.2GHz的谐振频率，得到的其他的结构参数如图 4.初步的仿真结果一天线的方向图从方向图中可以看出，带内的最大增益达到了6dB,能达到设计要求的条件 二电压驻波比设计要求的电压驻波比是小与2，然而设计经过优化始终得到的只是略大于2的值 三轴比的分析设计按照书中给出的例子，在进行仿真，数据分析后得到的轴比远远不能达到设计的要求始终高于要求的3dB，一度达到了9dB通过上网查资料，得知，想要实现圆极化，必须满足轴比小于3dB的要求，于是对原先的设计进行了切角设计，相应的也改变了馈源的位置，于是得到了如下的天线设计得到的圆极化天线基本满足了轴比小于3dB 八木宇田天线 设计要求设计一付工作频率2.4-2.5GHz八木宇田天线，要求带内增益大于13.0dBi，VSWR小于2.0 设计步骤1八木天线的设计包括振子尺寸的设计和优化和平衡不平衡转换设计。首先是振子尺寸的设计和优化。由于八木天线的馈源只有一个，接在馈源上的振子被称为有源振子，有源振子可以选择偶极子也可以选择折合振子，有关折合振子的分析介绍在第二章已经列出过，对于八木天线的有源振子来讲，一般选择折合振子，因为单个折合折子的阻抗较高，而八木天线的其它无源振子加上后会使天线的整个输入阻抗下降，比单根折合振子的输入阻抗要小很多，因此采用折合振子更便于八木天线与馈线的匹配。2. 影响八木天线方向性图和增益的因素有：1、引向器的l日j距选择2、反射器和有源阵子的间距选择3、引向器长度选择4、反射器长度选择等等3. 引向器的|日J距选择：引向器自J距用d表示，选择引向器之间的距离有两种方案，一种是引向器间距不相等；另一种是弓向器间距相等。一般来说，若用n表示引向器数目的序号，第n到第n一1个的d是在Q150乱范围内选择，当选的较大时，方向图主瓣较窄，输入阻抗的频率响应较平稳，但副瓣较大；当选的较小时，副瓣较低，抗干扰性能较好，但增益和方向性差些。因此，若考虑前者，可取d=03k若考虑后者，可取d小于等于02l不管哪种情况，第一个有源振子与引向器之间的距离应取得更小一些，一般取06到Of7个的d(引向器之间的距离)反射器与有源振子，的间距选择：反射，器与有源振子的距离一般取为(O15m23)九。d主要影响八木天线的前后场比和输入阻抗。当d=(O15-O17)九时，前后比较高但天线的输入电阻小(约1520Q)当d=(o2一n23)九时，前后比较低但天线输入电阻大(约50，60Q)，易于同轴电缆匹配引向器长度选择：有两种方案，第一种是引向器等长度，约取为(O38044)九。这种方案的优点是加工和调整较为容易，但频带较窄。第二种方案是个引向器长度随序号增加由长到短渐变。先取第一根引向器长度O4瓯，以后个引向器长度则按23的缩短系数递减。这种方案的优点是频带稍宽，但调整和加工麻烦一些反射器长度选择：反射器长度一般选择在(O5055)九之阃。但要注意，当所设计的八木天线是在一个频带范围内工作时，反射器长度不宣短于最低频率相应的。无源振子半径的确定：无源振子半径是根据八木天线的通频带要求去确定的。根据给定的频带宽度f，可由下式计算出振子的特性阻抗 3. 天线设计图以及结构参数LENGTH OF DIRECTOR50.20 mmLENGTH OF REFLECTOR61.22 mmLENGTH OF DRIVEN ELEMENT57.55 mmSEPARATION BETWEEN DRIVEN ELEMENT & 1ST DIRECTOR42.86 mmSEPARATION BETWEEN DIRECTORS42.86 mmSEPARATION BETWEEN REFLECTOR & DRIVEN ELEMENT18.37 mmRADIUS FOR ALL ELEMENTS USED0.43 mm 天线CAD课程学习心得通过这次大作业，学习了HFSS仿真天线的基本操作，熟悉了微带天线的设计流程，并通过上网查阅资料，了解到HFS