本课题通过电磁场数值计算和仿真分析，针对多载荷卫星的结构，采用电磁场数值计算 工具完成整星天线系统的互耦、远场方向图的仿真计算和电磁兼容分析，从而实现在设计阶 段完成对整星的电磁兼容设计，这对卫星产品的优化设计具有重要意义。

1。6 本文的各章节安排

结合以上所提出的问题，本文的各章节安排如下： 第一章绪论。本章首先阐述了本课题的研究背景和研究意义，介绍了电磁兼容的基本概

念、发展历史及趋势，然后分析了本课题所研究的内容，最后分章节介绍了本课题所做的主 要工作及文章架构。论文网

第二章基于 HFSS 软件的偶极子天线设计。本章首先对 HFSS 软件进行了简单的介绍， 并通过流程图说明了 HFSS 的设计流程，然后用后文将要用到的偶极子天线设计实例进一步 具体地体现了 HFSS 的设计过程。最后重点介绍 HFSS-Matlab-Api 脚本以及脚本函数，并用 HFSS-Matlab-Api 脚本实现了对偶极子天线的设计分析。

第三章遗传算法。本章首先介绍了遗传算法的概念和优缺点，其次通过流程图详细地说 明了遗传算法的运算流程。然后着重介绍了 Matlab 遗传算法工具箱，包括工具箱简介、函数

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的含义和功能。最后通过使用遗传算法工具箱求解半波偶极子工作在 3GHz 时的总长度，完 整地介绍了基于 Matlab 遗传算法工具箱的编程过程。

第四章天线耦合度、方向图目标函数。本章首先介绍了天线耦合度的概念和计算方法， 并由此推导出天线的耦合度公式，然后把耦合度公式简化，作为遗传算法的目标函数。接着 介绍了天线方向图的概念，并类似地编写了以方向性为目标的遗传算法目标函数。

第五章整星天线优化布局设计。本章给出了天线优化布局算法的 Matlab 总程序，并且 对结果进行了分析。然后介绍了能节省计算时间的并行遗传算法，最后把算法所得的最优解 与理论值进行比较，从而验证了遗传算法在天线优化布局上的准确性和可行性。

最后是结论，对本文所做的工作进行总结。全文整体框架如图 1。2 所示。

图 1。2 全文整体框架图

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2 基于 HFSS 软件的偶极子天线设计

2。1HFSS 简介

HFSS（High  Frequency Simulator Structure）软件是美国 Ansoft 公司（Ansoft 公司已于

2008 年被 Ansys 公司收购）研发的全波三维电磁仿真软件。

HFSS 具有高效、准确的仿真性能，并且操作界面简练、模块清晰、功能完备[16]，是一 款功能强大的三维电磁仿真软件。其精确的场仿真器、强大的电性能分析和处理功能适用于 分析、计算天线的各种性能：二维、三维远场和近场辐射方向图、方向性系数、增益、极轴 比、半功率波瓣宽度、输入阻抗、驻波比、S 参数以及电磁场分布特性等，为天线设计提供 了全面的解决方案。

经过二十多年的发展，现今 HFSS 以其无与伦比的仿真精度和可靠性、快捷的仿真速度、 方便易用的操作界面、稳定成熟的自适应网格剖分技术，已经成为三维电磁仿真设计的首选 工具和行业标准，被广泛地应用于航空、航天、电子、半导体、计算机、通信等多个领域， 帮助工程师高效地设计各种微波/高频无源器件[10]。使用 HFSS 软件，能够有效地降低设计成 本，缩短设计周期[9]，提高设计效率。