文档介绍：ADMIN半波偶极子天线设计通信0905杨巨U2009138922012-3-7半波偶极子天线仿真实验报告实验目的学会简单搭建天线仿真环境的方法,主要是熟悉HFSS软件的使用方法了解利用HFSS仿真软件设计和仿真天线的原理、过程和方法通过天线的仿真,了解天线的主要性能参数,如驻波比特性、smith圆图特性、方向图特性等通过对半波偶极子天线的仿真,:半波偶极子天线就是对称阵子天线。对称振子是中间馈电,其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a,长度为l。两臂之间的间隙很小,理论上可以忽略不计,所以振子的总长度L=2l。对称振子的长度与波长相比拟,本身已可以构成实用天线。在计算天线的辐射场时,经过实践证实天线上的电流可以近似认为是按正弦律分布。取图1的坐标,并忽略振子损耗,则其电流分布可以表示为:式中,Im为天线上波腹点的电流;k=w/c为相移常数、根据正弦分布的特点,对称振子的末端为电流的波节点;电流分布关于振子的中心店对称;超过半波长就会出现反相电流。4、在分析计算对称振子的辐射场时,可以把对称振子看成是由无数个电流I(z)、长度为dz的电流元件串联而成。利用线性媒介中电磁场的叠加原理,对称振子的辐射场是这些电流元辐射场之矢量和。电流元I(z)dz所产生的辐射场为图2对称振子辐射场的计算如图2所示,电流元I(z)所产生的辐射场为其中5、方向函数实验步骤设计变量设置求解类型为DrivenModel类型,并设置长度单位为毫米。提前定义对称阵子天线的基本参数并初始化创建偶极子天线模型,即圆柱形的天线模型。其中偶极子天线的另外一个臂是通过坐标轴复制来实现的。设置端口激励半波偶极子天线由中心位置馈电,在偶极子天线中心位置创建一个平行于YZ面的矩形面作为激励端口平面。设置辐射边界条件要在HFSS中计算分析天线的辐射场,则必须设置辐射边界条件。这里创建一个沿Z轴放置的圆柱模型,材质为空气。把圆柱体的表面设置为辐射边界条件。外加激励求解设置分析的半波偶极子天线的中心频率在3GHz,~,扫频类型为快速扫频。设计检查和运行仿真计算HFSS天线问题的数据后处理具体在实验结果中阐释。实验结果回波损耗S11回波损耗回波损耗是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射,是一对线自身的反射,是天线设计需要关注的参数之一。~,设计的偶极子天线中心频率约为3GHz,S11<-10dBd的相对带宽BW=(-)/3*100%=%电压驻波比驻波比,一般指的就是电压驻波比,是指驻波的电压峰值与电压谷值之比。由图可以看到在3G赫兹附近时,电压驻波比等于1,说明此处接近行波,传输特性比较理想。smith圆图史密斯圆图是一种计算阻抗、反射系数等参量的简便图解方法。采用双线性变换,将z复平面上。实部r=常数和虚部x=常数两族正交直线变化为正交圆并与:反射系数|G|=常数和虚部x=常数套印而成。从smith圆图可以看到,在中心频率3G赫兹时的归一化阻抗约为1,说明端口的阻抗特性匹配良好。输入阻抗传输线、电子电路等的输入端口所呈现的阻抗。实质上是个等效阻抗。只