寬帶天線的設計案例單極子天線單極子天線介紹單極子天線一般安裝在一個接地的平面上，一般這個平面是實際的大地地面，有些是搭載工具的人為“地面”，例如車載天線、機載天線等。在自由空間中，單極子天線的電尺寸一般為四分之一個波長左右。在實際應用中，一般地面的大小并不是理想地面，或者工程中對天線的設計有具體的尺寸限制，所以單極子天線的設計尺寸往往要做小型化的處理。隨著通訊領域的飛速發(fā)展，現(xiàn)在對天線的設計指標的要求越來越嚴苛。為了適應各種各樣的設計要求，天線工程師們對單極子天線做了各種各樣的改進，來使單極子天線的輻射性能越來越好，其中，應用最為廣泛的就是平面單極子。平面單極子具有體積小，頻段寬，加工簡單等優(yōu)點，在現(xiàn)代天線的設計中很受青睞。平面單極子天線彌補了傳統(tǒng)單極子天線頻帶過窄的缺點，使得單極子天線應用在超寬帶天線的設計中成為了可能。由于單極子天線結構簡單，類型多，因此本章以特征模理論為基礎，分析和設計了多種形式的單極子天線。在第二小節(jié)中，將給出基于特征模理論的平面單極子天線的設計過程，在這一節(jié)中，將結合特征值與特征電流量級大小來逐步展寬平面單極子天線的帶寬，直到達到天線的設計指標要求?；谔卣髂＠碚摰膯螛O子天線設計注釋基于特征模理論和天線設計理論，設計一款方向圖穩(wěn)定的寬帶全向天線。要求中心頻點為2GHz，-10db相對帶寬不小于35%，且工作帶寬范圍內(nèi)保持方向圖穩(wěn)定。采用仿真軟件HFSS或CST進行建模和優(yōu)化，并對仿真結果進行相應的分析和討論。公式公式一般用（1）（2）（3）仿真設計及建模在分析天線的過程中，引入了矩量法來進行數(shù)值上的求解，并利用中心對稱矩陣進一步減少計算量。由以上可以看出，矩量法可以有效地應用在電磁場數(shù)值分析的領域中。不僅可以計算線天線的場分布，對其他陣列天線、八木天線都可以進行有效的計算。仿真天線由幾部分組成，一部分是50Ω微帶線，給天線端饋電。用cst計算出阻值對應的微帶線寬度，選用圓形天線，天線為漸變型，帶寬較寬，直徑大小為介質(zhì)波長的1/4。圖3.1設計流程圖3.2天線建模對根據(jù)3D方向圖和平面方向圖可以看出天線符合全向天線特征仿真結果圖3.33D方向圖國3.4平面方向圖圖3.5s11圖公式為了達到技術指標而設計天線我們需要知道微帶天線的公式。貼片寬度 （4）式中c為光速貼片長度一般取λe/2，考慮到邊緣縮短效應，實際貼片長度L應為：（5）式中，等效輻射縫隙長度（6）有效介電常數(shù)（7）輸入阻抗為50時饋電點的近似位置（距貼片長的中心）：（8）式中，