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微波仿真论坛_用hfss 电磁软件仿真设计准八木天线- 28 - Ansoft2004 年用户通讯
利用 HFSS 电磁软件仿真设计准八木天线
徐君书
上海大学通信与信息工程学院 200072
摘要：本文介绍了 Ansoft 三维结构电磁场仿真软件 HFSS 和时域有限差分法，并用这两种方法分别
仿真计算了共面波导馈电的准八木天线，仿真计算结果与实验测量结果非常相近，证明了 HFSS 仿真软件
的有效性。
关键词：准八木天线、HFSS、时域有限差分法、FDTD
一. 引言
随着雷达、电子对抗和通信技术的日益发展，对天线的带宽提出了更高的要求，由此如何研究设计结构小巧且又具有
宽带特性的天线成为天线发展的一个热点。准八木天线（quasi-Yagi antenna）就是这样一种宽带天线，它继承了八木天
线（Yagi-Uda）的优点，辐射方向性强，而且采用高的介电常数的介质材料，天线的尺寸可以设计的非常小，大约只有半
个波长，并且它是单平面的，易于构成阵列，所以准八木天线的应用前景非常看好。
二. 准八木天线的工作原理
八木天线（Yagi-Uda）是由一个主振子（约为半个波长）、一个反射器和若干个引向器所组成。除主振子和馈电系统
直接连接外，反射器和引向器都是无源振子，各振子均置于同一平面内，如图 1 所示。反射器和引向器的作用是将有源振
反射部分
导向部分
辐射端
图1 八木天线 图 2 Quasi-Yagi 天线原理图
子的能量引到主辐射方向上去。有源振子由于加有高频电动势，在周围空间产生电磁场，使得无源振子中出现电动势感应，
产生相对应的高频电流，这些电流在周围空间再衍生电磁场。由于存在无源振子，根据互感原理在有源振子上也产生相应
的感应电流。所以有源振子上的总电流是激励电流与感应电流之和。可见，无源振子的存在会影响激励单元的电气特性。
只要反射器的长度和它到有源振子的距离选得适当，使反射器和有源振子所产生的电磁场在一个方向(反射器的一边)上至
相抵消，在相反的方向(主辐射方向)上相加，这样就可使天线得到单向辐射特性。这种天线结构简单，所以获得了非常广
泛的应用。
Quasi