HFSS天线课程设计 .pdfVIP

HFSS

一、实验目的

●利用电磁软件AnsoftHFSS设计一款微带天线。

◆微带天线要求：工作频次为，带宽(回波消耗S11-10dB)大于5%。

●在仿真切验的帮助下对各样微波元件有个详细形象的认识。

二、实验原理

1、微带天线简介

微带天线的观点第一是由Deschamps于1953年提出来的，经过20年左右的

发展，Munson和Howell于20世纪70年月早期制造出了实质的微带天线。微带

天线因为拥有质量轻、体积小、易于制造等长处，当今已经宽泛应用于个人无线

通讯中。

图1是一个简单的微带贴片天线的构造，由辐射源、介质层和参照地三部分

构成。与天线性能有关的参数

包含辐射源的长度L、辐射源的

宽度W、介质层的厚度h、介质

的相对介电常数和消耗正切

r

tan、介质层的长度LG和宽度

WG。图1所示的微带贴片天线是图1：微带天线的构造

采纳微带天线来馈电的，本次将要设计的矩形微带贴片天线采纳的是同轴线馈

电，也就是将同轴线街头的心里线穿过参照地和介质层与辐射源相连结。

关于矩形贴片微带天线，理论剖析时能够采纳传输线模型来剖析其性能，矩

形贴片微带天线的工作主模式是TM10模，意味着电场在长度L方向上有/2的

g

改变，而在宽度W方向上保持不变，如图2（a）所示，在长度L方向上能够看做

成有两个终端开路的空隙辐射出电磁能量，在宽度W方向的边沿处因为终端开路，

所以电压值最大电流值最小。从图2（b）能够看出，微带线边沿的电场能够分解成

垂直于参照地的重量和平行于参照地的重量两部分，两个边沿的垂直电场重量大小

相等、方向相反，平行电场重量大小相等，方向相反；所以，远区辐射电场垂直重

量互相抵消，辐射电场平行于天线表面。

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（a）俯视图（b）侧视图

图2矩形微带贴片天线的俯视图和侧视图

2、天线几何构造参数推导计算公式

假定矩形贴片的有效长度设为Le，则有

Leg/2（1-1）

式中，g表示波导波长，有

/

0e（1-2）

g

式中，0表示自由空间波长，e表示有效介电常数，且

11h1

rr(12（1-3）

e12)

22W

式中，r表示介质的相对介电常数，h表示介质层厚度，W表示微带贴片的

宽度。由此，可计算出矩形贴片的实质长度L，有

LL2