【正文】 $vSTTamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YW pazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%MzadNuKNamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。M uWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYp Eh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 25 參考文獻(xiàn) [1] 王增和，盧春蘭等 . 天線與電波傳播 [M]. 北京： 機械工業(yè)出版 社 ， 2021. 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[10] 章文勛譯，（ Kraus， .），（ Marhefka， .）著 .Antennas： For All Applications， Third Edition[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2021. 9JWKf wvGt YM*Jgamp。 總結(jié)與展望 本論文主要研究的是半波振子天線的設(shè)計， 半波振子天線是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的天線。 分析電壓駐波比 VSWR 右擊工程樹下的 Result→ Create Report，報告類型： Terminal Solution Date、顯示類型：Rectangular Plot，在 Category 下選擇 VSWR、在 Quantity 下選擇 VSWR（ Lumpport1）、在Function 下選擇 none，然后單擊 Add Trace，再單擊 Done，即可創(chuàng)建 VSWR 參數(shù)曲線圖 圖 44 VSWR 參數(shù)圖 從 VSWR 參數(shù)圖可以看出，中心頻率 處的 VSWR 的值約為 ，這個值符合工程上要求的 VSWR，因此該參數(shù)滿足設(shè)計要求。 18 ，選擇 feed1； HFSS→ Excitation→ Assign→ Lumped Port，輸入名稱 Lump port1，參考阻抗為 50Ω→ Next，點擊 Undefined→ New Line，輸入坐標(biāo) X： 0， Y：， Z： ； dX： 0， dY:： 0， dY： 。 圖 33 單位選擇 ，利用 3D 模型工 具欄，點擊 Select 圖 34 3D 模型工具欄 13 在彈出的對話框中，在以名稱查找欄 Search by Name 輸入 pec→ OK。 圖 31 HFSS 啟動的主界面 表 31 HFSS 的優(yōu)點與天線設(shè)計的功能 HFSS 的優(yōu)點 （ 1） 提供了一簡潔直觀的用戶設(shè)計界面； （ 2） 精確自適應(yīng)的場解器； （ 3） 擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器； （ 4） 能計算任意形狀三維無源結(jié)構(gòu)的 S 參數(shù)和全波電磁場。 半波振子 長度 L是半個波長的振子稱為半波振子。 不管是天線是用來發(fā)射，還是接收，我們都要使其與饋線匹配，其匹配條件是： 0ZZin? （ 216） 式中 Z0是饋線 的特性阻抗。 因為無方向性天線在 r 處產(chǎn)生的輻射功 率密度為 ?? 2404 20200 ErPS r ?? （ 25） 則由方向系數(shù)的定義可得， rPErD602m ax2? （ 26） 因此，在最大輻射方向上 r DPE r60ma x ? （ 27） 上式表明，天線的輻射場與 PrD 的平方根成正比，所以對于不同的天線，若它們的輻射功 7 率相等，則在同是最大輻射方向且同一 r 處的觀察點，輻射場之比為 212m ax1m ax DDEE ? （ 28） 方向系數(shù)的通用計算公式為 ??? ?? ????? ?0 220 s i n),(4 dFdD （ 29） 半波振子的方向系數(shù)約 為 。按照空間維數(shù)，有三維立體方向圖、二維平面方向圖；按照主截面的不同，又有 E 面方向圖和 H 面方向圖之分；按照 坐標(biāo)系的不同，可分為直角坐標(biāo)系方向圖和極坐標(biāo)方向圖。通常將上述能產(chǎn)生顯著輻射的直導(dǎo)線稱為振子，當(dāng)振子的總長度為 λ/2 時，稱之為半波振子。我們經(jīng)常談到的電流是在時諧狀態(tài)下的，而電荷往往是討論其瞬間的情況。 第 3 章：仿真模型的創(chuàng)建。 本文的研究目標(biāo)是用 Ansoft HFSS 仿真軟件 設(shè)計出基于 S 波段的平行二元半波振子 陣 天線，并 進(jìn)行仿真和參數(shù)優(yōu)化，最終加工成實物并進(jìn)行測試。盡管傳統(tǒng)類型的天線在將來仍會繼續(xù)使用，新的使用要求將引發(fā)天線系統(tǒng)的革命。隨著電子設(shè)備集成度的 不斷 提高，經(jīng)常需要一個天線 在較寬的頻率范圍內(nèi)支持兩個或更多的無線服務(wù)，寬帶和多波段天線能滿足這樣的需要。一般按對天線的分析方法來分類共有三大類 [5]: （ 1)線天線 :是指具有線狀結(jié)構(gòu)特點天線，而且金屬導(dǎo)線半徑遠(yuǎn)小于波長的天線。從廣播、電視、移動通信，到雷達(dá)、導(dǎo)航、衛(wèi)星、定位，再到軍事領(lǐng)域 中制作導(dǎo)彈武器等應(yīng)用領(lǐng)域，都取得了豐碩的研究成果 [2]。本文的最終目標(biāo)是設(shè)計并加工出中心頻率為 （ 該頻率為藍(lán)牙、無線路由器等所使用的頻率，應(yīng)用范圍極其廣泛 ）的 平行二元半波振子 陣 天線 。任何無線電技術(shù)設(shè)備都是通過電磁波來傳送信號的，天線就是這種輻射和接收電磁波的裝置，它把發(fā)射設(shè)備產(chǎn)生的高頻電流能量轉(zhuǎn)換成電磁波能量，同時又把電磁波能量轉(zhuǎn)換成高頻電流形態(tài)的能量 [3]。如：喇叭天線、板狀 天線、角反射天線、拋物面天線等。 本設(shè)計所采用的是由 兩個半波對稱振子所組成的平行二元陣。 研究目標(biāo)及內(nèi)容 半波振子 天線 是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的 天線 。 第 1 章：緒論。主要分析該天線的主要參數(shù)，如方向圖、增益等，然后對天線的性能做出評價，從而進(jìn)一步對天線的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化；對設(shè)計課題進(jìn)行總結(jié)，加深對該課題的認(rèn)識。 在時域，我們可以得到如下結(jié)論： ，就不可能產(chǎn)生電流，也不會有輻射。天線的輻射電場場強為 E（ r， θ， φ） ，把電場強度（絕對值）寫成 ),(60),( ???? fr IrE ? （ 21） 因此方向函數(shù)可定義為： rIrEf /60 ),(),( ???? ? （ 22） 方向函數(shù)是衡量天線的輻射作用在空間相對分布的參數(shù)。 E 面是電場強度矢量所在并包含最大輻射方向所在的平面， E 面的方向函數(shù)用 )( ??，Ef 來表示； H 面是磁場強度矢量所在并包含最大輻射方向所在的平面， H 面的方向函數(shù)用 )( ??，Hf 來表示。 理想無方向性天線本身的增益系數(shù)為 1，考慮到效率的定義，在有耗情況下，功率 密度為無耗時的 η倍，則式 （ 210） 可改寫為 00 0m a x0m a xrrinin PPPP SSSSG?? ??? （ 211） DG ?? （ 212） 式中 η為天線的效率，等于天線的輻射功率與輸入功率之比；可見，天線增益系數(shù)是方向系數(shù)與天線效率的乘積。半波振子的輸入阻抗 Rin 約為 。 [S] 10 半波振子設(shè)計的主要參數(shù) 本文設(shè)計的二元半波振子天線陣的中心頻率為 f=，故波長為： mmmHzmvfc /103 98 ??????? （ 225） 所以半波振子的長度 L=2h=λ/2=。 12 基于表 31HFSS 的諸多優(yōu)點以及 HFSS 天線設(shè)計方面的功能，可以看出 HFSS 強大的高頻無源器件設(shè)計、仿真能力 。 圖 39 三維模型樹 雙擊 Objects 下的 Cylinder1，打開屬性對話框，把名稱改為 Arm1→ 確定， 圖 310 Arm1 對話框 15 雙擊 Create Cylinder，彈出 Command 對話框，按照下圖輸入 圖 311 Arm1 的 Command 對話框 同理創(chuàng)建半波振子的另一個臂 Arm2，在 Command 對話框中輸入下圖的數(shù)據(jù) 圖 312 Arm2 的 Command 對話框 ， Draw→ Rectangle 進(jìn)入創(chuàng)建矩形框狀態(tài)，在 3D 模型區(qū)隨意拖一個矩形框，其會顯示在三維模型樹下，默認(rèn)名稱為 Rectangle1。 ， HFSS→ Analysis Setup→ Add Sweep，選擇解決方案設(shè)置： Setup1；然后按照下圖配置 圖 320 掃頻設(shè)置對話框 ，命名為 Antenna。的平面，而三維立體