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HFSS微波/毫米波共形天线的研究设计(4)

时间:2021-12-23 09:45来源:毕业论文
1。2 国内外研究历史及现状 1。3 HFSS 软件简介 本文用到的仿真软件是 Ansoft 公司推出的三维电磁仿真软件 High Frequency Structure Simulator, 简称 HFSS,是业界公认

1。2 国内外研究历史及现状

1。3 HFSS 软件简介

本文用到的仿真软件是 Ansoft 公司推出的三维电磁仿真软件 High Frequency Structure Simulator, 简称 HFSS,是业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准[10]。 HFSS 软件为用户提供简洁的操作界面、精确的自适应场解器、功能强大的处理器。HFSS 是天线设计时的功能全面的平台,它可以计算天线参量,如天线增益、天线的方向性系 数、远场 3D 图和 3dB 带宽;可以绘制极化特性,包括球形场分量、圆极化场分量、Ludwig 第三定义场分量和轴比等[10]。目前,HFSS 是最流行的天线设计软件。

使用 HFSS 软件设计天线的一般步骤如下:论文网

①设置求解类型:本文中建模使用的求解类型为 Driven Modal;

②创建天线结构模型;

③设置边界条件:导体结构一般设定为 Perfect E 或者有限导体边界,辐射体的外侧 还需设置辐射边界条件;

④设置激励方式:本文中设置为波端口激励(Wave Port);

⑤设置求解参数:设定求解频率和扫频参数,通常求解频率设为天线中心工作频率;

第 6  页 本科毕业设计说明书

⑥运行求解分析,查看求解结果:若天线各项性能参数均符合要求,则设计工作完 成,否则可以使用参数扫描分析功能进行进一步的优化;

⑦Optimetrics  优化设计:如果前面的分析结果仍然未达标,可以使用 Optimetrics

模块继续优化。

1。4 本文的主要工作介绍

在共形天线中,圆柱共形天线是最常见的形式,应用也十分广泛。本文也是研究贴 片天线和基片集成波导(SIW)缝隙天线在柱面弯曲情况下,性能变化的规律。文中详 细阐述了使用 HFSS 软件设计微带天线单元和 SIW 单元天线,并将它们分别在 X 面和 Y 面弯曲,研究谐振频率、辐射方向图随弯曲半径变化的规律,分析比较两种天线单元在 柱面弯曲情况下的区别,并且选择性能较好的一种设计18 元天线阵,将其在 X 面和 Y 面弯曲,分析性能参数的变化。

本文的具体章节安排如下: 第一章:绪论部分,首先介绍了共形天线这一课题的研究背景,指出共形天线研究

的重要性;接着着重介绍了共形天线的研究历史,以及各国的研究现状;最后简要介绍 了本次毕业设计使用的仿真软件及使用流程。

第二章:我们首先介绍了微带天线的基本理论,紧接着又利用腔体模型给出空腔内 谐振场的表达式,据此计算得谐振频率和辐射方向图。然后利用 HFSS 软件建立了柱面 共形的微带贴片天线模型并得出了不同弯曲方向、不同弯曲半径下谐振频率和辐射方向 图的变化。

第三章:介绍了基片集成缝隙波导及 SIW 缝隙天线的基本原理和基本设计方法,阐 述了 SIW 缝隙天线柱面弯曲时的相关理论;据此,使用 HFSS 软件建立 SIW 缝隙天线 的一个单元的模型,并且得到不同弯曲半径下,天线沿 x 面和 y 面弯曲时的谐振频率和 辐射方向图,分析并得出结论,验证了相关理论。

第四章:首先对前两章的工作进行比较,得出的结论是基片集成波导缝隙天线在柱 面弯曲的情况下性能要优于微带天线;接着介绍了 SIW 缝隙阵天线的基本原理和设计 方法,并且使用 HFSS 软件设计了一个18 元的 SIW 缝隙阵天线,研究其性能。

第五章:总结了本论文的研究工作,指出本次毕业设计存在的不完善之处,提出可 能的改进方法。 HFSS微波/毫米波共形天线的研究设计(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_87007.html

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