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。