【正文】 GHz；單縫增益為 10dB。上述數(shù)據(jù)表明，在同樣指標(biāo)要求下，圓縫隙陣優(yōu)于矩形寬縫隙陣。 圖 醫(yī)用寬縫微帶天線結(jié)構(gòu)示意圖 這種天線放在人體組織附近進(jìn)行診斷。 Ansoft HFSS 軟件簡介 HFSS是由 Ansoft公司推出的三維電磁仿真軟件； HFSS是由 Ansoft公司推出的 三維電磁仿真軟件；是世界上第一個(gè)商業(yè)化的三維結(jié)構(gòu)電磁場仿真軟件，業(yè)界公認(rèn)的三維電磁場設(shè)計(jì)和分析的電子設(shè)計(jì)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而且，由 Ansoft HFSS和 Ansoft Designer構(gòu)成的 Ansoft高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎(chǔ)的高頻設(shè)計(jì)解決方案，提供了從系統(tǒng)到電路直至部件級的快速而精確的設(shè)計(jì)手段，覆蓋了高頻設(shè)計(jì)的所有環(huán)節(jié)。 2． HFSSSolution Type，設(shè)置解算類型，確定如何激勵(lì)和收斂。 ， HFSS都會提示確定其屬性，默認(rèn)的材料特性是真空。 （ HFSSExcitationsAssign）。通過 HFSSAnalysis SetupAdd Solution Setup可以進(jìn)行自適應(yīng)頻率和收斂標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置，通過 HFSSAnalysis SetupAdd Sweep可以得到 互連結(jié)構(gòu)的掃頻響應(yīng)，通常選擇插值掃頻。 第 2章介紹了縫隙天線的理論分析、理想縫隙天線、有限大導(dǎo)體面上的縫隙天線、圓柱體表面上的縫隙天線陣和微帶縫隙天線。這種天線可以單獨(dú)使用，也可以作天線陣的輻射單元。由于在同一表面上，等效磁流亦對縫中點(diǎn)呈上下對稱分布，理想縫隙天線可等效為由磁流源激勵(lì)的對稱縫隙，如圖 (b)所示。根據(jù)電磁場的等效原理，縫隙的輻射可由縫隙面上的方向等效磁流來確定，其等效磁流面密度為 )(s i n20 zlkwVzJ mm ?? （ ） 對于窄縫可設(shè)磁流沿 x的方向均勻分布，因此縫中的磁流為 )(s in2 0 zlkVJ mm ?? （ ） 等效原理只能在縫隙口徑的一側(cè)產(chǎn)生正確的場，另一側(cè)為零場?？p隙天線也可以采用平行天線雙線對稱饋電，這種情況下可以調(diào)節(jié)平行雙線的線徑和相距，使其特性阻抗與縫隙匹配。 降低中心饋電半波窄縫天線輸入阻抗的另一種方法是采用折合縫隙天線。設(shè)這種情況下縫隙天線的方向圖必須考慮繞射的影響，嚴(yán)格的分析可采用幾何繞射理論進(jìn)行。 不同 λl 和 λh 金屬平板尺寸上縫隙天線單面輻射的 E面方向圖，實(shí)、虛線分別表示計(jì)算和測量值。根據(jù)縫隙內(nèi)的給定場求圓柱體縫隙天線輻射問題的理論解，已先后由 。具體縫隙根據(jù)天線的不同用途和要求可以切割在波導(dǎo)的寬邊，也可以切割在波導(dǎo)的窄邊。 圖 單個(gè)縱向縫隙天線方向圖 當(dāng)圓柱體直徑足夠大時(shí)，圓柱體可用作波導(dǎo)，則縫隙可由波導(dǎo)內(nèi)的電磁場激勵(lì)。根據(jù)波導(dǎo)縫隙的等效電路形式，將波導(dǎo)縫 隙可分為并聯(lián)縫隙和串聯(lián)縫隙 微帶縫隙天線 微帶縫隙天線的結(jié)構(gòu) 在 50年代，人們在三板線的一個(gè)接地板上開縫構(gòu)成輻射器，這就是微帶縫隙天線，并且以此為陣元構(gòu)成縫陣。 圖 微帶縫隙天線 微帶縫隙天線產(chǎn)生雙向輻射；對制作公差要求低；與微帶振子天線組合起來可以構(gòu)成圓極化天線。 （ a） （ b） 圖 微帶模型 微帶天線的輻射機(jī)理 微帶天線的輻射是通過金屬貼片和接地平面之間的場分布來確定的，換句話說，輻射可以由會屬貼片上的表面電流分布來描述。這種電荷運(yùn)動在貼片的下表面和上表面產(chǎn)生了相應(yīng)的電流密度 bj 和ij ，如圖 ： 圖 微帶天線上的電荷分布和電流分布 對于多數(shù)微帶天線而言， h/w比值很小，因此電荷間的引力占主導(dǎo)地位。由于使用的基片厚度與介質(zhì)中的波長相比很薄 ( ??h )，因此沿厚度的場可以認(rèn)為是恒定的，電場幾乎與貼片表面垂直。根據(jù)惠更斯 (Huygens)場等效原理，微帶貼片用上表面的等效電流密度 ?j 來表示， 4個(gè)裂縫用等效電流密度 ?j 和磁流密度 sM表示，其對應(yīng)電磁場分別為 aH 和 aE ，等效電流如圖 (a)所示 圖 微帶腔中 TM10模式的電場分布 對于薄基片，頂部貼片電流 rj 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于底部貼片電流 bj ，因此貼片電流的輻射可以忽略不計(jì)。 （ a） （ b） （ c） 圖 矩形微帶天線上的等效電流密度 (a) (b) 圖 輻射裂縫上的電流分布 裂縫的等效磁流密度如圖 。因此，貼片輻射等效為兩個(gè)垂直裂縫的輻射。 圖 【 1】中提出的的微帶縫隙天線，圖 【 1】中的回波損耗 曲線，此天線的帶寬為 60%。 漸變印刷開槽天線 （ TSA） 最早由 Mahaparra等提出，由于尺寸較大，通常工作于毫米波頻段。后來 . Langley等又引入了平衡雙面反相指數(shù)漸變印刷開槽天線（ balance antipodal Vivaldi antenna）來抑制天線的交叉極化。 傳統(tǒng)的微帶饋電印刷天線是在介質(zhì)板的一個(gè)人金屬面上開一個(gè)窄縫，在介質(zhì)板的另一面通過開路或者短路的微帶饋源對縫隙進(jìn)行耦合激勵(lì)，但是這種印刷窄縫天線一般只有 5~7%的駐波比貸款，通過采用微帶線饋電電路步長縫隙電抗并結(jié)合偏執(zhí)饋電，可以使天線的貸款達(dá)到 30%左右。 (b)為十字形饋源，相對于 T形結(jié)構(gòu)，十字形饋源多了一個(gè)枝節(jié)，相當(dāng)于引入一個(gè)諧振電路，該天線的駐波比帶寬可達(dá)到 98%， (c)為雙十字型饋源，該饋源在十字形的基礎(chǔ)上又引入了一個(gè)枝節(jié)，使得天線的帶寬增大到 111%。 （ 3）點(diǎn)擊 OK按鈕，如圖 。 （ 2）在右下角的坐標(biāo)輸入欄中輸入長方體的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)， X： ,Y：0 ,Z： 0,按回車鍵結(jié)束輸入，輸入個(gè)坐標(biāo)時(shí)，可用 Tab鍵進(jìn)行切換。 （ 2）在右下角的坐標(biāo)輸入欄中輸入長方形的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)， X： ,Y：0 ,Z： 0，按回車鍵結(jié)束輸入，輸入個(gè)坐標(biāo)時(shí)，可用 Tab鍵進(jìn)行切換。 將透明度設(shè)置為 。 在菜單欄中選擇 HFSSBoundariesAssign（委派） Perfect E。 （ 3） X： , Y： , Z： 0， 按回車鍵結(jié)束輸入，輸入個(gè)坐標(biāo)時(shí)，可用 Tab鍵進(jìn)行切換。 （ 6）將 Cut減去。 Clone（克隆的） tool objects before subtract復(fù)選框不選。 X： 0,Y： 0 ,Z： 15,按回車鍵結(jié)束輸入，輸入個(gè)坐標(biāo)時(shí)，可用 Tab鍵進(jìn)行切換。 圖 繪制 StripFeed （ 5）為 StripFeed設(shè)置邊界。 在理想邊界設(shè)置窗口中，將理想邊界命名為 PerfE_S，點(diǎn)擊 OK。 （ 3）輸入長方形的 XYZ三個(gè)方向的尺寸。 （ 2）在右下 角的坐標(biāo)輸入欄中輸入長方體的起始點(diǎn)位置坐標(biāo) X： ,Y：50 ,Z： 130,按回車鍵結(jié)束輸入，輸入個(gè)坐標(biāo)時(shí)，可用 Tab鍵進(jìn)行切換。 圖 添加 Air Box 設(shè)置頻率 模型建完后，設(shè)置中心頻率和掃描頻率，點(diǎn)擊 HFSSAnalysis setupadd frequency sweep、選擇 Add Solution Setup,將頻率設(shè)置為 1GHz。 圖 反射系數(shù) 2．方向圖 在菜單欄中點(diǎn)擊 HFSSResultsCreate Far Fields Report3D Polar Plot．在彈出的對話框中設(shè)置 :在 trace標(biāo)簽中將 Category選擇為 gain，將 Quantity選為 DirTotal，將 Function選為 dB，點(diǎn)擊 new report，然后點(diǎn)擊 close按鈕。由于本人理論基礎(chǔ)薄弱，論文還有很多值得深入地方，要加強(qiáng)對天線理論方面的學(xué)習(xí)，這樣可以對軟件及仿真過程有更深入的了解和體會。尤其是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，宗老師身在海外交流學(xué)習(xí)，但是仍然通過多種視頻軟件對我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了不遺余力的幫助和指導(dǎo)，她盡職盡責(zé)的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度值得我在以后的生活中不斷學(xué)習(xí)。 參考文獻(xiàn) 1. 王新穩(wěn)、李萍，微波技術(shù)與天線，北京，電子工業(yè)出版社， 20xx 2. 李龍、張玉等，波導(dǎo)寬邊縫隙天線的改進(jìn)共形 FDTD分析，電子學(xué)報(bào)， 20xx 3. 萬偉，微波技術(shù)與天線，高等教育出版社， 4．盧萬錚，天線理論與技術(shù)，西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx 5．周朝棟、王元坤，天線與電波，西安電子科技大學(xué)出版社， 1994 6．馬漢炎，天線 技術(shù)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1997 7．王樸中、石長生，天線原理，清華大學(xué)出版社， 1993 8．謝宗浩、劉雪樵，天線，北京郵電學(xué)院出版社， 1992 9．林昌祿、陳海，近代天線設(shè)計(jì)，人民郵電出版社， 1990 10．魏文元等，天線原理，第一版，北京，國防工業(yè)出版社， 1985年 11．王新穩(wěn)等，微波技術(shù)與天線，第一版，北京，電子工業(yè)出版社， 20xx年 12．馮慈璋等，工程電磁場導(dǎo)論，第二版，北京，高等教育出版社， 20xx年 13． Jhone ，章文勛譯，天線，第三版，北京，電子工業(yè)出版社，20xx年 14．張肅文等，高頻電子線路，第三版，北京，高等教育出版社， 1993年 15．劉學(xué)觀等，微波技術(shù)與天線，西安，西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx年 16．閆潤卿等，微波技術(shù)基礎(chǔ)，北京，北京理工大學(xué)出版社， 20xx年 17． S. Kumar, L. Shafai, and N. Jacob, “ Investigation of wideband microstrip slot antenna,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 52, no. 3,pp. 865~872, Mar. 20xx.