【正文】 0,210,220,230,240,250,260,270,280,290,300,310,320,330,340,350,360對(duì)應(yīng)的Y軸的值為10，X軸60,70,80,90,100,110,120對(duì)應(yīng)的Y軸的值為10,這六個(gè)角度的總跨度為60176。右擊在Calculation目錄樹(shù)下的far field，在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇position標(biāo)簽，因?yàn)槲覀円抡孢h(yuǎn)場(chǎng)的3D空間，所以，點(diǎn)擊3D pattern，在increment標(biāo)簽中，為5，為5。③設(shè)置遠(yuǎn)場(chǎng)。重復(fù)這個(gè)方法，按照端口和相位一一對(duì)應(yīng)的順序，建立port3到port10的端口電壓激勵(lì)。②設(shè)置激勵(lì)。雙擊solution目錄樹(shù)下的frequency，選擇single frequency。(7)設(shè)置solution①建立仿真頻率。點(diǎn)擊creat即可對(duì)整個(gè)union實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)格剖分。方便下一步對(duì)這些幾何實(shí)體進(jìn)行網(wǎng)格剖分。此時(shí)，在生成Union11到Union18，這八個(gè)振子。右鍵單擊Union1，選擇copy special→copy and rotate，在旋轉(zhuǎn)角度Rotation angle中輸入40，在Number of copies 中輸入旋轉(zhuǎn)復(fù)制的數(shù)目為8。選中②③建立的line和zhenzi，然后點(diǎn)擊幾何創(chuàng)建工具中的Union parts。把Label命名為zhenzi。和建立圓柱盤(pán)①的方法一樣，只不過(guò)參數(shù)不一樣而已。設(shè)置終點(diǎn)End point，(U，V，N)=(R/2,0,(+d))，Babel采用默認(rèn)的名稱(chēng)，點(diǎn)擊OK即可創(chuàng)建饋線(xiàn)。在幾何工具欄中，選擇線(xiàn)line，在彈出的create line對(duì)話(huà)框中，設(shè)置start point起點(diǎn)為(U，V，N)=(R/2,0,0)。把Label命名為GND，表示改圓柱盤(pán)作為底盤(pán)鏡像。(4)建立實(shí)體模型①建立圓盤(pán)，本次畢設(shè)中，起鏡像反射作用銅網(wǎng)可以用理想導(dǎo)體圓柱盤(pán)代替。當(dāng)在Expression中輸入一個(gè)預(yù)設(shè)值是，點(diǎn)擊Evaluate可以計(jì)算該表達(dá)式的結(jié)果，在value中顯示改結(jié)果，點(diǎn)擊OK即可完成變量的設(shè)置。(3)變量設(shè)置 在工程樹(shù)結(jié)構(gòu)窗口中，雙擊Variables，在create variable對(duì)話(huà)框中，name表示變量的名稱(chēng)，Expression表示變量的表達(dá)式，在方框中可以輸入一個(gè)預(yù)設(shè)的值。 ②在菜單欄中選擇motel→set extents，進(jìn)入Geometry extents對(duì)話(huà)框,在Maximum coordinate中選擇“5E+04”以滿(mǎn)足9振子短波圓形陣列天線(xiàn)大尺寸的設(shè)計(jì)和仿真環(huán)境需求。把工程名稱(chēng)保存為bishe6。振子半徑 a 對(duì)天線(xiàn)輸入阻抗的影響比較微小[7]。 當(dāng)振子臂長(zhǎng)變短時(shí)，輸入電阻變化不大，輸入電抗明顯減小。當(dāng)單元增多時(shí)，輸入阻抗的實(shí)部變小，Q值變高，帶寬變窄。由于其頻帶很窄，公差要求高，設(shè)計(jì)時(shí)需避免出現(xiàn)這種超增益現(xiàn)象。值得說(shuō)明的是，若 R 變得很小，天線(xiàn)特性將發(fā)生很大的變化。隨著 R 的減小，振子間的互耦作用增大。 各參數(shù)對(duì)陣列輸入阻抗的影響 。 陣元半徑的選擇根據(jù) ，在短波波段時(shí)，振子半徑 a 在所取范圍內(nèi)對(duì)天線(xiàn)方向圖和增益幾乎沒(méi)有影響[7]。 陣子臂長(zhǎng)L對(duì)方向圖的影響[7]圓形陣列各單元陣子為直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)偶極子天線(xiàn)，因在地上放足夠大的金屬網(wǎng)來(lái)構(gòu)成鏡像(本次畢設(shè)在軟件仿真中使用理想導(dǎo)體圓柱盤(pán)代替金屬網(wǎng))，所以單元陣子只要直線(xiàn)對(duì)稱(chēng)偶極天線(xiàn)的一半，這樣可減小天線(xiàn)的尺寸（高度）。但方向圖形狀發(fā)生了顯著變化，因而增益值更低。 9振子圓形陣列天線(xiàn)模型 陣子長(zhǎng)度L的選擇根據(jù)，當(dāng)振子臂長(zhǎng) L 由 ，方向圖主瓣指向發(fā)生偏移，增益值下降。 圓形陣列半徑R對(duì)方向圖的影響[7]本次畢設(shè)設(shè)計(jì)的天線(xiàn)陣列共有9根陣子，其放置方式為9根均勻垂直放置在半徑約為R=λ/4=5m的圓周上（理論值），即在圓周上的間隔為40度，9根陣子底端面處于同一平面且各陣子都垂直于地面。因?yàn)?R 增大，振子之間的相互間距增大，使得天線(xiàn)的副瓣增多增大，同時(shí)電磁耦合減小使得方向圖主瓣變寬，因而使增益G降低。第2章 FEKO建模設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求(1)設(shè)計(jì)一個(gè)9陣子的圓形陣列天線(xiàn)（俯視圖上九陣子排成一個(gè)圓），頻率為3MHz—30MHz，在大地放一層銅網(wǎng)，構(gòu)成鏡像；(2)用FEKO或CST建立仿真模型，得出各陣子的相關(guān)饋電參數(shù)，完成設(shè)計(jì)要求；(3)輻射方向上的主瓣寬度為60度，增益在14—15MHz處大于5dBi；(4)陣元長(zhǎng)度：≤10米(5)建議使用FEKO或者CST軟件仿真，完成設(shè)計(jì)要求。但天波是很不穩(wěn)定的。 短波的主要傳播途徑是天波。短波信號(hào)沿地面最多只能傳播幾十公里。 　　地波沿地球表面?zhèn)鞑ィ鋫鞑ゾ嚯x取決于地表介質(zhì)特性。二是對(duì)電離層的抗毀性好，只有在高空核爆炸的時(shí)候才會(huì)遭到一定程度的破壞。這種通信方式有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：一是傳輸損耗小，能以較小的功率借助電離層的反射進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，可以傳播到上萬(wàn)千米的距離，甚至環(huán)球傳播。短波是經(jīng)過(guò)電離層反射而達(dá)到地面的。當(dāng)工作頻率變化時(shí),天線(xiàn)的電參數(shù)的變化程度在允許的范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的頻率范圍稱(chēng)為天線(xiàn)的頻帶寬度。當(dāng)工作頻率偏離設(shè)計(jì)頻率時(shí),往往要引起天線(xiàn)參數(shù)的變化,例如主瓣寬度增大、旁瓣電平增高、增益系數(shù)降低、輸入阻抗和極化特性變壞等。因此在實(shí)際應(yīng)用中,還引入電壓駐波比參數(shù),并且駐波比不能大于某一規(guī)定值[6]。設(shè)實(shí)際的天線(xiàn)長(zhǎng)度為ι,電流分布為ι(z),則有： ()(5) 天線(xiàn)的輸入阻抗要使天線(xiàn)效率高,就必須使天線(xiàn)與饋線(xiàn)良好匹配,也就是要使天線(xiàn)的輸入阻抗等于傳輸線(xiàn)的特性阻抗,這樣才能使天線(xiàn)獲得最大功率。它是把天線(xiàn)在最大輻射方向上的場(chǎng)強(qiáng)和電流聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)參數(shù),通常將歸于輸入電流的有效長(zhǎng)度記為,把歸于波腹電流的有效長(zhǎng)度記為。 (4) 天線(xiàn)的有效長(zhǎng)度天線(xiàn)上的電流分布是不均勻的，換句話(huà)說(shuō)天線(xiàn)上各部位的輻射能力不相同，為了衡量天線(xiàn)的實(shí)際輻射能量，引入有效長(zhǎng)度。另外,在人造衛(wèi)星、宇宙飛船和彈道導(dǎo)彈等空間遙測(cè)技術(shù)中,由于信號(hào)通過(guò)電離層后會(huì)產(chǎn)生法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng),因此其發(fā)射和接收也采用圓極化天線(xiàn)。天線(xiàn)不能夠接收與其正交的極化分量，如線(xiàn)極化天線(xiàn)不能接收來(lái)波中與其極化方向垂直的線(xiàn)極化波；圓極化天線(xiàn)不能接收來(lái)波中與其旋向相反的圓極化分量；對(duì)于橢圓極化來(lái)波，其中與接收天線(xiàn)的極化相反的圓極化分量不能接收。電磁波的極化是指：在空間某位置上，沿電磁波的傳播方向看去，其電場(chǎng)矢量在空間的取向隨時(shí)間變化所描繪出的軌跡。天線(xiàn)的增益系數(shù)的定義為：在同一距離及相同輸入功率的條件下，某天線(xiàn)在最大輻射方向上的輻射功率密度(或者場(chǎng)強(qiáng)的平方)和理想無(wú)方向性天線(xiàn)(理想點(diǎn)源)的輻射功率密度(或者場(chǎng)強(qiáng)的平方)之比，記為G，公式如下： ()式中和分別表示實(shí)際天線(xiàn)和理想無(wú)方向性天線(xiàn)的輸入功率，理想無(wú)方向性天線(xiàn)本身的增益為1。(2) 天線(xiàn)的增益系數(shù)G方向系數(shù)只是衡量天線(xiàn)定向輻射特性的參數(shù)，它只取決于方向圖，天線(xiàn)效率則表示天線(xiàn)在能量上的轉(zhuǎn)換效能。天線(xiàn)的總效率定義為：天線(xiàn)輻射到外部空間的實(shí)功率與天線(xiàn)饋電端輸入的實(shí)功率之比。天線(xiàn)的損耗包括其結(jié)構(gòu)內(nèi)的歐姆損耗和天線(xiàn)與傳輸線(xiàn)失配產(chǎn)生反射而引起的損耗。無(wú)方向性天線(xiàn)本身的方向系數(shù)為1，無(wú)方向性天線(xiàn)在r處產(chǎn)生的輻射功率密度為： ()在最大輻射方向上： ()經(jīng)過(guò)坡印廷矢量積分和歸一化之后，方向性系數(shù)最終計(jì)算公式可以表示為： ()顯然，方向系數(shù)與輻射功率在全空間的分布狀態(tài)有關(guān)，要使天線(xiàn)的方向系數(shù)大，不僅要求主瓣窄，而且要求全空間的副瓣電平小。方向系數(shù)是用來(lái)表征天線(xiàn)輻射能量集中程度的一個(gè)參數(shù)。(3) 天線(xiàn)的方向系數(shù)方向圖函數(shù)表示了天線(xiàn)在各個(gè)方向上輻射場(chǎng)的相對(duì)大小，它不能明確表示天線(xiàn)輻射能量在某個(gè)特定方向上集中的程度，未能反映輻射在全空間的分布狀態(tài)，因而不能單獨(dú)體現(xiàn)天線(xiàn)的定向輻射能力。 ()③零功率點(diǎn)波瓣寬度(BWFN):指的是主瓣最大值兩邊兩個(gè)零輻射方向之間的夾角，用和表示。一般情況下，緊靠主瓣的第一副瓣的電平值最高，副瓣方向通常是不需要輻射或接收能量的方向。 ②副瓣電平(SLL)：指副瓣最大值與主瓣最大值之比，一般以分貝表示。對(duì)于低副瓣天線(xiàn)來(lái)說(shuō)，主瓣寬度愈窄，方向圖愈尖銳，天線(xiàn)輻射能量就愈集中，或接收能力愈強(qiáng)，其定向作用或方向性就愈強(qiáng)。一般情況下，天線(xiàn)的E面和H面方向圖的主瓣寬度不等，可分別記為和。記為。方向圖常用極坐標(biāo)來(lái)繪制，E面和H面方向圖就是立體方向圖沿E面和H面兩個(gè)主平面的剖面圖。在實(shí)際中，工程上常采用兩個(gè)特定的正交平面方向圖，這兩個(gè)平面方向圖就是E面和H面。大多情況下，天線(xiàn)方向圖是在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)確定的，所以又叫做遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。用輻射場(chǎng)強(qiáng)表示的稱(chēng)為場(chǎng)強(qiáng)方向圖，用功率密度表示的稱(chēng)之功率方向圖，用相位表示的稱(chēng)為相位方向圖。天線(xiàn)方向圖是指天線(xiàn)輻射特性與空間坐標(biāo)之間的函數(shù)圖形。電基本振子的方向函數(shù)如公式()所示。盡管它是虛擬的，自然界中還沒(méi)有證據(jù)證實(shí)其存在，但是討論它是有必要的。對(duì)于電小天線(xiàn)而言，輻射電阻越大，輻射本領(lǐng)越強(qiáng)；設(shè)法增大輻射電阻，減小焦耳損耗電阻，對(duì)電小天線(xiàn)往往是有益的；然而，對(duì)于諧振天線(xiàn)和寬帶天線(xiàn)而言，輻射電阻通常遠(yuǎn)大于焦耳損耗電阻，一味追求大的輻射電阻不僅無(wú)益反而有害，很有可能導(dǎo)致天線(xiàn)其他電性能的惡化。這個(gè)功率表達(dá)式與距離r的大小無(wú)關(guān)。遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)不同于近場(chǎng)區(qū)，遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)是輻射場(chǎng)，可以用坡印廷矢量法計(jì)算輻射功率： ()在任意半徑r的假想球面上對(duì)上式 ()積分，則得到電基本振子的輻射功率（單位為W）。②傳播方向上電磁場(chǎng)的分量為0，所以該波形為T(mén)EM波，即橫電磁波。在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，電基本振子的表達(dá)式變成： () () ()對(duì)比近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，可以發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的性質(zhì)和近場(chǎng)區(qū)的性質(zhì)完全不同，遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)中場(chǎng)強(qiáng)只有兩個(gè)相位相同的分量,