柱面共形天线毕业答辩.ppt

致谢 * * * * * * * Company Logo 论文题目： 一种柱面共形天线设计 指导教师：马国军 学院： 电子信息学院 专业：电子信息科学与技术 学号： 0740306222 姓名： 薛良泉 课题背景及意义 · 背景 随着现代无线通信技术的高速发展，整个通信 技术对天线的要求越来越高。而由于共形天线所具有的众多优良的电磁性能，其成为了天线技术中最受关注的发展方向之一。但是，对于共形天线的分析和计算是近年来才出现的，所以对其的研究以及现有的技术并不完美。 · 意义 共形天线技术的出现和发展是与微波集成技术和间技术的发展密相关的，是天线理论和技术发展到一定阶段的产物。它的研究具有很强的理论意义和实际价值。而柱面共形微带天线正是常见的共形微带天线之一，具有简单的形式，强大的优越性，应用极其广泛。 1 2 3 4 绪论 课题总体概述 3 4 5 共形天线设计 仿真结果及分析 结论 目 录 1.绪论 共形天线技术的出现和发展是与微波集成技术和空间技术的发展紧密相关的，是天线理论和技术发展到一定阶段的产物。它的研究具有很强的理论意义和实际价值。而柱面共形微带天线是最为常见的共形微带天线之一。 共形微带天线是一种必须要考虑周围环境对其性能影响的天线形式，它比平面微带天线技术更能适应各种环境。共形微带天线需要有很强劲的计算机资源支持，这也是其研究滞后于平面微带天线的很重要的原因。 目前的共形天线技术还只是初步应用，技术并不成熟。 2.课题总体概述 天线性能的优劣直接影响着无线电设备的质量，所以设计天线时必须精确的考虑和评价其技术性能和基本特性参数。天线的基本参数主要有：天线的极化和方向图、天线的增益和输入阻抗、天线的谐振频率和频带宽度以及 天线的驻波比和S参数。 基于以上思路，本课题使用Ansoft HFSS电磁仿真软件设计了一个柱面共形天线，天线的具体技术指标如下： 天线中心频率2.50GHz,驻波比2.0,输入阻抗50欧姆，频带宽度3%，增益3db。 并要求在仿真结束后进行必要的改进。 3.1 设计思路 3.共形天线设计 一个完整的柱面共形天线，其主体主要包括4个部分：导体圆柱、介质基板、矩形贴片和探针。 这里采用的是矩形贴片、同轴馈电的模式。 矩形贴片结构如左图所示。 图3-1 矩形贴片结构示意图 设计一个共形天线，首要的重点在于如何使贴片与天线载体达到共形。 根据任务书中的要求，为所求天线初步计算出一个大概的尺寸。因为所设定的天线模型为矩形贴片结构，由已知的介质板厚度h，介电常量εr以及天线的中心频率f0，通过以下公式3.1可以求出大概的贴片宽度W。 3.2 关键问题 （3.1） 由已知条件可算出，W=94.14mm 长度L的取值，应略小于半波长(有效)。 （3.2） （3.3） （3.4） 根据以上公式计算，得出有效介电常数εe=2.28，△L=0.52mm,则L=38.7mm。 3.3 设计仿真流程图 图3-2 HFSS天线设计仿真流程 3.4 天线最终建模 图3-3 天线建模 正视图（左），俯视图（右） 在Ansoft HFSS上建立模型，获得如图3-3所示天线建模。 4.仿真结果及分析 仿真之后主要获得以下几个分析结果图。 图4-1 S参数图（dB） 从图4-1中可以看出天线谐振频率2.4~2.54GHZ时，S-10dB。根据设定的天线中心频率可知，频带宽度=5.6%。 图4-2 驻波比参数图 一般来说，天线设计中以驻波比2 为宜，但是驻波比并不是表示天线性能的唯一参数。从图4-2中可以看出谐振中心频率2.46GHZ时获得的驻波比为1.42。 图4-3 E（xoy）平面增益方向图 图 4-3 为天线在工作频率为2.46GHz时的辐射方向图，在其最大辐射方向上天线的增益大约为3.6dB。此天线具有相当程度的负瓣，说明其能量辐射不太集中，天线辐射和接收信号时会有一定的能量损失。 5.结论 本文通过讨论共形天线的性能指标和研究状况，为仿真分析的指标提供了依据。应用Ansoft HFSS软件进行了圆柱共形贴片天线的仿真设计。并通过与文献结果的对比，证实了Ansoft HFSS软件仿真天线的可靠性。 由于个人在知识面和能力方面有限，再加上条件的限制，对贴片尺寸和馈电点位置的优化以及馈电方式对性能参数的影响还需要进一步的研究。 请各位老师批评指正。 谢谢大家！ * Company Logo