采用ansofthfss10三維電磁仿真軟件對半波偶極子天線進(jìn)行設(shè)計(jì)及仿真、優(yōu)化分析-文庫吧資料
2025-01-19 20:17本頁面
【正文】 柱體，新建的圓柱體會添加到操作歷史樹的Solids節(jié)點(diǎn)下，其默認(rèn)的名稱為Cylinder1。在Add Property對話框中Name文本框中輸入第一個(gè)變量的名稱lambda，在Value文本框中輸入該變量的初始值100mm，然后單擊OK按鈕，添加變量lambda到設(shè)計(jì)屬性對話框中。（3）設(shè)置模型長度單位【Units】為“mm”（毫米），完成設(shè)置。圖42 變量實(shí)際數(shù)值 HFSS仿真設(shè)計(jì)（1）新建工程文件。天線沿z軸放置，中心位于坐標(biāo)原點(diǎn)。因此，輻射邊界和天線的距離就設(shè)為。輻射邊界和天線的距離設(shè)置，經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)輻射邊界和偶極子天線之間的距離大于時(shí)，回波損耗分析結(jié)果一致，沒有什么變化。本設(shè)計(jì)天線在模型內(nèi)部的饋電面的激勵(lì)方式，因此采用集總端口激勵(lì)方式。天線的總長度按照半波偶極子天線的原理為L=λ?2，但實(shí)際應(yīng)用中大多數(shù)情況下都要適當(dāng)縮短長度，目的就是我前面說的，實(shí)現(xiàn)諧振使輸入阻抗接近純電阻，經(jīng)仿真經(jīng)驗(yàn)得出，、但本設(shè)計(jì)經(jīng)過多次仿真。由此可知工作波長應(yīng)設(shè)為100mm。則半波偶極子天線的電流如34所示為： （34） 輻射場已知半波偶極子天線上的電流分布，可以利用疊加原理來計(jì)算半波偶極子天線的輻射場。尤其當(dāng)全長等于兩個(gè)波長時(shí)，即半長，原來的主射方向變成零射方向，因?yàn)殡m然在此方向上各個(gè)電流元產(chǎn)生的電場方向相同，但是一半電流元的時(shí)間相位與另一半電流元的時(shí)間相位相反，兩者產(chǎn)生的場強(qiáng)彼此抵消，導(dǎo)致合成場強(qiáng)為零。當(dāng)天線的全長小于一個(gè)波長時(shí)，方向圖僅有兩個(gè)主葉，且的方向?yàn)橹魃浞较?，因?yàn)樵诖朔较蛏细鱾€(gè)電流元產(chǎn)生的電場方向相同，相位也相等，合成場強(qiáng)最強(qiáng)。既然對稱天線的電流分布為正弦駐波，對稱天線可以看成是由很多電流振幅不等但相位相同的電流元排成一條直線形成的。 （33）式中, Im 為電流駐波的空間最大值或稱為波腹電流，位置取決于對稱天線的長度。因?yàn)閮啥碎_路，電流為零，形成電流駐波的波節(jié)，電流駐波的波腹位置取決于對稱天線長度。其電流分布以中點(diǎn)為對稱，因此稱為對稱天線。 由此可以看出，在遠(yuǎn)區(qū)內(nèi)，電場只有分量，磁場只有分量，且電場和磁場的相位相同。遠(yuǎn)區(qū)場中也有電磁能量的交換部分。天線的極化特性和天線的類型有關(guān)。當(dāng)然，在不同的方向上極化方向不同。z 向電流元在 的軸線方向上輻射為零，在與軸線垂直的θ=90方向上輻射最強(qiáng)。與方位角q 及f 有關(guān)的函數(shù)稱為方向性因子，以 f (q, f ) 表示。 （3）遠(yuǎn)區(qū)場強(qiáng)振幅與距離 r 一次方成反比，這種衰減不是介質(zhì)的損耗引起的，而是球面波的自然擴(kuò)散。 電流元得遠(yuǎn)區(qū)場具有以下特點(diǎn)：（1）傳播方向?yàn)?r ，電場及磁場均與r 垂直，遠(yuǎn)區(qū)場為TEM波，電場與磁場的關(guān)系為。3理論分析電基本振子又稱電流元或者電偶極子，這是一種最簡單的天線。增加增益就可以在一確定方向上增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，或者在確定范圍內(nèi)增大增益余量。 一般來說，增益的提高主要依靠減小垂直面向輻射的波瓣寬度，而在水平面上保持全向的輻射性能。因此，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般均采用垂直極化的傳播方式。當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時(shí)，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時(shí)，此電波就稱為水平極化波。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一般要求回波損耗大于14dB。回波損耗的值在0do的到無窮大之間，回波損耗與匹配成反比，即回波損耗越大表示匹配越差，回波損耗越小表示匹配越好。過大的駐波比會減小基站的覆蓋并造成系統(tǒng)內(nèi)干擾加大，影響基站的服務(wù)性能。駐波比為1，表示完全匹配；駐波比為無窮大表示全反射，完全失配。本設(shè)計(jì)中也將主要使用駐波比和回波損耗，下面將介紹駐波比和回波損耗 。匹配的好壞一般用四個(gè)參數(shù)來衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗，四個(gè)參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，使用哪種并沒有明文規(guī)定，看個(gè)人的習(xí)慣來決定。天線的輸入阻抗取決于天線的結(jié)構(gòu)、工作頻率和周圍環(huán)境的影響。在射頻微波頻段，饋線通常使用50Ω標(biāo)準(zhǔn)阻抗。天線與饋線的連接，最佳情形是天線輸入阻抗是純電阻且等于饋線的特性阻抗，這時(shí)饋線終端功率反射為零，饋線上沒有駐波，天線的輸入阻抗隨頻率的變化比較穩(wěn)定，性能較好。導(dǎo)線的直徑遠(yuǎn)小于工作波長，天線的激勵(lì)是等幅反向的電壓信號，加在天線中間的兩個(gè)相鄰端點(diǎn)上，且天線中間兩個(gè)相鄰端點(diǎn)間的距離遠(yuǎn)小于工作波長，可以忽略不計(jì)。半波偶極子天線由兩根直徑和長度都相等的直導(dǎo)線組成，每根導(dǎo)線的長度為1/4個(gè)工作波長。 Ansoft HFSS是高生產(chǎn)力研究，發(fā)展和虛擬的工具之一。 HFSS是高頻結(jié)構(gòu)仿真器（High Frequency Structure Simulator）的縮寫。HFSS
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1