天線CＡD大作業(yè)姓名:班級:學(xué)號:微帶天線一設(shè)計(jì)基本規(guī)定工作頻帶1．1-1.2GＨz,帶內(nèi)增益≥4.0ｄBi,VSWＲ≤2：1。微波基板介電常數(shù)為6.０，厚度H≤5ｍm，線極化?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)思緒和過程,給出具體的天線結(jié)構(gòu)參數(shù)和仿真結(jié)果，如VSWR、方向圖等。二設(shè)計(jì)思緒本設(shè)計(jì)方法采用微帶線饋電，微帶線饋電方式又稱側(cè)饋，它用與微帶輻射貼片集成在一起的微帶傳輸線進(jìn)行饋電。它可以中心饋電，也可以偏心饋電，如下圖，饋電點(diǎn)的位置取決于激勵(lì)哪種模式。對于微帶傳輸線的饋電方式，當(dāng)微帶天線的尺寸擬定以后,可以用以下方法進(jìn)行阻抗匹配:先將中心饋電天線輻射貼片同5０歐姆一起光刻,測量輸入阻抗并設(shè)計(jì)出阻抗匹配變換器,然后在天線輻射貼片與饋線之間接入該阻抗匹配器,重新做整天線。假如矩形貼片的場沿著某邊有變化,那么輸入阻抗也會(huì)隨之變化。因此,改變饋電點(diǎn)的位置是活得阻抗匹配的簡樸方法。三設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)1參數(shù)計(jì)算由公式計(jì)算輻射貼片的寬度W,計(jì)算結(jié)果為69.72ｍm，再由公式可以計(jì)算出L０為1０７.64mm初始的仿真數(shù)據(jù)如下:2建立模型主視圖俯視圖3初步仿真結(jié)果S11曲線：由圖可見,很明顯諧振頻率不在1.1到1.2GHZ。故上述指標(biāo)需要進(jìn)一步優(yōu)化。4參數(shù)優(yōu)化a對貼片長度變量L0的優(yōu)化由理論分析可知,矩形微帶天線諧振頻率重要由輻射貼片的長度決定,諧振頻率隨著貼片長度的縮短而變大。故設(shè)立優(yōu)化掃描項(xiàng),對L０進(jìn)行掃描優(yōu)化，如圖所示：可見，當(dāng)L0=105.5mm時(shí)，天線諧振在了1.15GＨz。ｂ對四分之一波長阻抗轉(zhuǎn)換器的寬度變量W1優(yōu)化使用參數(shù)掃描分析功能分析四分之一波長阻抗傳器的阻抗阻抗變化對天線性能的影響，以獲得天線的最佳匹配性能。如圖所示:可見,當(dāng)W1=3.9ｍm時(shí),天線諧振在了1.１5GHz。5最終仿真的結(jié)果（1）諧振頻率：1.1５ＧHｚ（2)VSWR:１．16(3)3Ｄ增益方向圖綜合以上仿真結(jié)果，可以看出各項(xiàng)指標(biāo)完全符合設(shè)計(jì)規(guī)定。四左旋圓極化的微帶天線實(shí)現(xiàn)思緒微帶天線中存在何種模式完全取決于貼片的形狀和激勵(lì)模型，當(dāng)饋電點(diǎn)位于貼片的對角線上時(shí)，天線中可以同時(shí)維持TM01和TM1０模，兩種主模同相且極化正交,結(jié)果導(dǎo)致輻射波的極化方向與饋電點(diǎn)所在對角線平行，單點(diǎn)饋電的準(zhǔn)方形貼片、方形切角貼片和四周切有縫隙的方形貼片天線等均可以輻射圓極化波。本次打算采用方形切角微帶天線來實(shí)現(xiàn)圓極化波的。2參數(shù)設(shè)計(jì)方形切角微帶天線結(jié)構(gòu)示意圖如下:由公式(式中ｃ為光速)，帶入工作頻率1.15GHz,得到W=69.7２mｍ。取L=Ｗ，取饋電點(diǎn)位置(饋電點(diǎn)中心到原點(diǎn)距離)Ｌ１=0.1５*Ｗ=14.８2３mm。切角邊長Qie＝１0mｍ。介質(zhì)基板邊長為2Ｗ，地板設(shè)為正方形邊長為2Ｗ。3建立模型主視圖俯視圖4仿真結(jié)果(1）諧振頻率：1．２GHz(2）軸比:１.８1ｄＢ(3)VSWR:1.05(4）3D方向圖：綜合以上仿真結(jié)果，可以看出各項(xiàng)指標(biāo)完全符合設(shè)計(jì)規(guī)定。五學(xué)習(xí)心得本學(xué)期學(xué)習(xí)了天線CAD這門課程,感覺受益匪淺。一方面這次大作業(yè)我選的課題是微帶天線，我選擇了HＦSS這個(gè)軟件來仿真這個(gè)微帶天線。一方面剛接觸HFSS這種軟件,感覺很陌生,所以很長時(shí)間都花在了捧著本參考書在仿真書本例題。所幸皇天不負(fù)有心人，通過了幾天的努力，我大體學(xué)會(huì)了脫離課本操作HFSS這個(gè)軟件?？墒呛髞碓趨⒖紩系倪x擇又耽誤了很長時(shí)間,我一共有２本HFＳS的參考書目,分別是《ＨFSＳ原理與工程》和《ＨFSS天線與設(shè)計(jì)》。一開始選擇用《HFSＳ原理與工程》進(jìn)行仿真,可是后來發(fā)現(xiàn)這本書對介紹設(shè)立變量進(jìn)行天線性能的優(yōu)化內(nèi)容介紹的不多。后來果斷選擇李明洋的《HFSS天線與設(shè)計(jì)》,這本書把設(shè)立變量進(jìn)行優(yōu)化仿真的思想講解得淋漓盡致。所以后來就選擇這本書的采用微帶線饋電來完畢這個(gè)課題。當(dāng)然后來的仿真優(yōu)化過程也出現(xiàn)了很多難題,但是通過了我的努力都一一解決了。對于本次大作業(yè)仿真結(jié)果，本人還算滿意。這次完畢大作業(yè)的過程規(guī)定理論聯(lián)系實(shí)踐,把自己的知識和經(jīng)驗(yàn)牢牢的結(jié)合起來,并且一定要有耐心。這點(diǎn)非常重要，中間好幾次調(diào)試過程出不來都快放棄了，最后還是堅(jiān)持了下來。這學(xué)期的天線ＣAD課雖然上完了,但是他已經(jīng)給了我一個(gè)新的方向,讓我找到了新的途徑去研究天線。我感覺這種類型的課對學(xué)生更