【正文】 Sw，改變縫隙寬度，分別將他設(shè)置為 9mm,10mm,11mm,12mm,13mm,14mm,將反射系數(shù)在一張圖形中顯示出來，得到圖 ，與文獻(xiàn)中的 (a)基本吻合。 由于本人 水平有限，論文難免會(huì)存在錯(cuò)誤及不足之處，敬請(qǐng)讀者指正和批評(píng)。我無法一一列舉他們的名字，在此一并表示感謝。 通過本次設(shè)計(jì)，初步掌握了 Asoft HFSS軟件的使用。選中畫好的空氣盒子，右鍵選擇 Assign material，設(shè)置為真空。 X： 0,Y： 30 ,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。 （ 4）在屬性（ Property）窗口中選擇 Attribute標(biāo)簽，將該長(zhǎng)方形的名字改為StripFeed。 Tool Parts： Cut。 （ 2）在右下角的坐標(biāo)輸入欄中輸入長(zhǎng)方形的起始點(diǎn)位置坐標(biāo)。 （ 4）在屬性（ Property）窗口中選擇 Attribute標(biāo)簽，將該長(zhǎng)方形的名字改為GND。 圖 設(shè)置模型單位 （ 1）在菜單欄中點(diǎn)擊 DrawBox。 (a)為 T型微帶線饋源，在原本開路的微帶線末端添加一個(gè)人橫向放置的開路微帶線，通過調(diào)節(jié)橫向枝節(jié)的長(zhǎng)度及其與縫隙中心的距離來達(dá)到展寬帶寬的目的，可得到 52%的阻抗帶寬。 Gazit等則提出了雙面反向指數(shù)漸變印刷開槽天線（ antipodal Vivaldi antenna） ，解決了微帶線與槽線的帶寬匹配問題，但交叉極化電平相對(duì)比較高。泰國(guó)的P． Rak1uea和 N． Anatrasirichai提出一種雙 L型微帶縫隙天線，中心頻率為 GHz時(shí)帶寬有 322 MHz(VSWR， 2:1)， 5． 2 GHz時(shí)有 250 MHz(VSWR， 2:1)，可以滿足 WLAN (the Wireless Local Area Network)對(duì)覆蓋頻率的要求。因此，貼片的輻射可以看作是沿外圍的 4條磁電流在自由空間輻射而產(chǎn)生的，如圖 (c)所示。這種假設(shè)對(duì)于高 r? 的薄介質(zhì)基片來說是成立的。為了能有效激勵(lì)縫隙，可采用兩種激勵(lì) 方式：帶狀導(dǎo)體或者穿過介質(zhì)基板到縫隙邊緣并短路，如圖 示，或者該帶狀導(dǎo)體終止于～個(gè)遠(yuǎn)離縫隙邊緣的開路短線，如圖 ，在縫隙外邊緣實(shí)現(xiàn)了一個(gè)有效短路。一般在工程應(yīng)用中，只要提到波導(dǎo)縫隙的設(shè)計(jì)，就會(huì)想到縫隙的等效電路。 圖 圓柱波導(dǎo)上縫隙 根據(jù)電磁場(chǎng)分布得出的波導(dǎo)壁表面電流分布及波導(dǎo)開縫情況。依據(jù)對(duì)稱陣子的計(jì)算方法，縫隙天線可以看成由許多基本縫隙輻射場(chǎng)迭加求得，縫隙天線輻射場(chǎng)的公式為 ???? s i n c o s)c o sc o s ( kLkLerdEjE jk rm ??? ? （ ） ??????? s i n c o s)c o sc o s (ZE 00 klklerEjH jk rmdw ??? ? （ ） 所以 E面是 090?? 的面， H面是 常數(shù)?? 的面。直接使用同軸線很難實(shí)現(xiàn)匹配，解決的方法之一是采用 T型變換器，這種結(jié)果更像是用一同軸波導(dǎo)變換器激勵(lì)平面縫隙天線。 圖 理想縫隙天線與板狀對(duì)稱陣子 有限大理想導(dǎo)體面縫隙天線 開在理想導(dǎo)電平板上的窄縫是偶極天線的對(duì)偶形式，設(shè)縫長(zhǎng)為 l2 ，縫寬為w ， wl2?? ，縫中的電場(chǎng)與縫垂直，其振幅沿縫長(zhǎng)呈駐波分布，縫中的電場(chǎng) )(s in0 zlkwVE mx ?? （ ） 式中， mV 為波腹電壓值。 第 2 章 縫隙天線的理論分析 如果在同軸線、波導(dǎo)管或空腔諧振器的導(dǎo)體壁上開一條或數(shù)條窄縫，可使電磁波通過縫隙向外空間輻射，而形成一種天線，這種天線稱為縫隙天線。 。 HFSS擁有強(qiáng)大的全參數(shù)三維模型創(chuàng)建功能，簡(jiǎn)單的實(shí)體建模中，直接使用 HFSS中提供的基本圖形即可。使用 HFSS，可以計(jì)算：①基本電磁場(chǎng)數(shù)值解和開邊界問題，近 遠(yuǎn)場(chǎng)輻射問題；② 端口特征阻抗和傳輸常數(shù)；③ S參數(shù)和相應(yīng)端口阻抗的歸一化 S參數(shù)；④ 結(jié)構(gòu)的本征?；蛑C振解。工作頻率為 S波段。 一個(gè) 4 4圓縫陣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是：基板厚度 ；相對(duì)介電常數(shù) ；用 50歐姆帶線饋電。圖 512單元寬縫隙組成的陣方向圖和增益。 輸入功率 inP ：指收發(fā)機(jī)等提供給天線的功率。顯然，輻射電阻越大，天線的輻射能力越強(qiáng)。 BDGG ????4 () 理想的天線輻射波束立體角 B? 及波束寬度 B? 圖 立體角及波束寬度 實(shí)際天線的輻射功率有時(shí)并不限制在一個(gè)波束中，在一個(gè)波束內(nèi)也非均勻分布。最大輻射波束通常稱為方向圖的主瓣。 天 線的電參數(shù)都與頻率有關(guān)，當(dāng)工作頻率偏離設(shè)計(jì)頻率時(shí)，往往要引起天線參數(shù)的變化。下面就簡(jiǎn)單介紹一下天線特性參數(shù)。如饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射單元相對(duì)分離，從而把饋線對(duì)天線輻射方向圖的影響降到最小，對(duì)制造公差要求 比貼片天線低，可用標(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)在敷銅電路板上進(jìn)行生產(chǎn)， 在組陣時(shí)其單元間隔離可比貼片天線更大。直到 20 世紀(jì) 70 年代初期，當(dāng)微帶傳輸線的理論模型及對(duì)敷銅的介質(zhì)基片的光刻技術(shù)發(fā)展之后，第一批具有許多設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的實(shí)用的微帶天線才被制造出來。 二維天線變化多樣，有片狀（一塊正方形金屬）、陣列狀（組織好的二維模式的一束片），還有喇叭狀，碟狀。 這就是天線的互易定理。因而，在大約從 100MHz 到 50GHz 的寬頻帶上獲得了大量的應(yīng)用。 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 題 目 ： 微帶縫隙天線的仿真分析 學(xué) 院 ： 自動(dòng)化工程學(xué)院 專 業(yè) ： 通信工程 姓 名 ： 指導(dǎo)教師 ： 20xx 年 6 月 10 日 摘 要 微帶縫 隙天線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、體積小、寬頻帶等特性，在微波毫米波系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。 同常規(guī)的微波天線相比，微帶天線具有一些優(yōu)點(diǎn)。同一天線作為發(fā)射或接收的基本特性參數(shù)是相同的。單極和雙級(jí)天 線是兩種最基本的一維天線。 微帶天線的概念早在 1953 年就由 G． A． DeSchamps 提出，在 20 世紀(jì) 50 年代和 60 年代只有一些零星的研究。 學(xué)者在微帶縫隙天線的研究方面已經(jīng)取得一些成就，顯示其很多優(yōu)點(diǎn)。這些參數(shù)有：天線增益 G（或方向性 Gd）、波束寬度（或主瓣寬度）、旁瓣電平等。 天線的輸入阻抗等于傳輸線的特性阻抗，才能使天線獲得最大功率。 離開天線一定距離處，描述天線輻射的電磁場(chǎng)強(qiáng)度在空間的相對(duì)分布的 數(shù)學(xué)表達(dá)式，稱為天線的方向性函數(shù)；在離開天線一定距離處，描述天線輻射的電磁場(chǎng)強(qiáng)度在空間的相對(duì)分布的圖形就叫天線的方向圖。這種情況下天線增益與天線方向性相等。 天線的輻射電阻 ?R 用來度量天線輻射功率的能力，它是一個(gè)虛擬的量，定義如下：設(shè)有一個(gè)電阻 ?R ，當(dāng)通過它的電流等于天線上的最大電流時(shí)，其損耗的功率就等于輻射功率。 反射功率 反P ：指天線反射回來的功率?？p隙是由微帶分路器饋電。為了提到增益，在圓縫上金屬表面加一層直徑大一些的厚金屬板，形成短圓喇叭狀。單縫的增益可達(dá)到 6dB。 HFSS軟件擁有強(qiáng)大的天線設(shè)計(jì)功能，它可以計(jì)算天線參量，如增益、方向性、遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖剖面、遠(yuǎn)場(chǎng) 3D圖和 3dB帶寬；繪制極化特性，包括球形場(chǎng)分量、圓極化場(chǎng)分量、 Ludwig第三定義場(chǎng)分量和軸比。 。 HFSS假定你定義的波端口連接到一個(gè)半無限長(zhǎng)的波導(dǎo)，該波導(dǎo)具有與端口相同的截面和材料，每個(gè)端口都是獨(dú)立地激勵(lì)并且在端口中每一個(gè)入射模式的平均功率為 1瓦，使用波端口可以計(jì)算特性阻抗、復(fù)傳播常數(shù)和 S參數(shù)。 結(jié)束語部分對(duì)本文內(nèi)容作了總結(jié)。與之互補(bǔ)對(duì)稱的顯然是尺寸相同的板狀對(duì)稱振子。由于單向輻射，具有反射腔時(shí)縫隙的輸入導(dǎo)納只有原來的一半，即輸入阻抗為原來的一倍。 有一個(gè)開有一條縫隙的無限薄和無限大的金屬平面以及一個(gè)無限薄的金屬平面對(duì)稱陣子，陣子形 狀、尺寸與縫隙完全相同。由 隙天線， 遠(yuǎn) 區(qū)場(chǎng) ?E 分量的表示式為 ])c os( c os2)c os( 1[c os )()2(2 1 )2(1)2()2(112 ???? ???pjpjk rkaH pekaHrefaUE ???????? （ ） 式中 U2 為縫隙內(nèi)最大電壓； ? ：射線與 z軸的夾角，或稱子午角； ? 為方位角（對(duì)縫隙的法線而言）； )(1?f 為與理想縫隙對(duì)偶的電陣子方向函數(shù)； )2(1H為第二類 一階漢克爾函數(shù)； a2 為圓柱體的直徑。 若縫隙的幾何尺寸、在波導(dǎo)上的位置、在波導(dǎo)中傳送能量已經(jīng)確定，則縫隙輻射能量的幅度及相位就確定了。微帶縫隙天線常見的的縫隙形狀有矩形，圓形，或者環(huán)形 (a)窄縫 (b)圓環(huán)縫 (c)寬縫 (d)圓貼縫 圖 縫隙形狀 微帶模型 微帶饋電縫隙天線的基本模型，是在微帶線的接地平面上蝕刻單個(gè)縫隙或縫隙陣列作為輻射單元，該縫隙與微帶線的帶狀導(dǎo)體成直角，微帶線的電場(chǎng)經(jīng)微帶傳播到達(dá)縫隙處通過耦合激勵(lì)該縫隙，向外輻射能量。因此，我們可以作一個(gè)簡(jiǎn)單的近似：即正切磁場(chǎng)為 0，讓磁壁圍繞貼片的四周。根據(jù)鏡像理論可知，地平面的存在將使等效電流密度加倍。 寬帶縫隙天線 傳統(tǒng)上微帶 窄縫隙天線帶寬可以達(dá)到 20％，但進(jìn)