西电天线cad大作业.doc

西电天线CAD大作业
天线CAD大作业基于HFSS等软件的设计仿真
班级:020914
姓名:宫晨
学号:02091357
2012/6/29 Friday
一、八木天线

-—宇田天线,,,确定结构参数,给出设计过程和设计结果(包括VSWR、方向图)。

八木天线设计参量主要包括:反射振子长度,有源振子长度,引向振子长度,反射阵子与有源振子间距,引向振子与有源振子间距,引向振子间距。参看天线原理课本上经验公式,初步确定各项参数如下:
反射振子长度:*λ
有源振子长度:*λ
引向振子长度:*λ(各个引向振子等长)
反射阵子与有源振子间距:*λ
引向振子与有源振子间距:*λ
引向振子1和2间距:*λ
引向振子2和3间距:*λ
引向振子3和4间距:*λ
引向振子4和5间距:*λ
引向振子5和6间距:*λ
引向振子6和7间距:*λ
即N=9的八木天线,将数据带入Matlab程序验证,结果如下
有结果可以看出,。
故按照以上设计参数进行仿真。
2建模仿真
本次仿真采用FEKO软件进行,添加设计变量,画图建模,添加激励,最后给出计算场。
得到模型如下:
运行仿真,增益结果如下图:
可以看到增益约为11dB,不满足设计要求,故改变模型设置,由书中介绍了解到,增加振子元数可以有效提升增益,故做出如下改动:
增加一个振子名为振子8,*λ,*λ,得到效果图如下:
进行仿真,得到结果如下:
(1)增益:
(2)驻波比:
如图所示:,,满足设计要求。 3小结
通过以上对八木天线的设计仿真,我发现八木天线的设计大多依赖经验公式,由于天线阵辐射电流计算复杂,故运用经验指标可以大大节省设计时间。在第一次对模型进行仿真时,结果并不与Matlab计算结果完全相符,可见Matlab是一种趋于理想的算法,而在FEKO中则会考虑到更多诸如边界条件,振子材质等等因素,这点突出了理论与实践相结合的必要性。
二、圆极化微带天线
1设计要求
设计一付工作频率为1200±5MHz圆极化微带天线,,。,,轴比小于3dB。确定结构参数,给出设计过程和设计结果(包括VSWR、方向图,轴比等指标)。 2设计分析

微带天线中存在何种模式完全取决于贴片的形状和激励模型,当馈电点位于
贴片的对角线上时,天线中可以同时维持TM01和TM10模,两种主模同相且极化正交,结果导致辐射波的极化方向与馈电点所在对角线平行,单点馈电的准方形贴片、方形切角贴片和四周切有缝隙的方形贴片天线等均可以辐射圆极化波。
此次仿真就是采用方形切角微带天线来实现圆极化波的。

方形切角微带天线结构示意图如下:
由公式(式中c为光速)